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JP2003532390A - Compositions and methods for inducing proteins involved in xenobiotic metabolism - Google Patents

Compositions and methods for inducing proteins involved in xenobiotic metabolism

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Publication number
JP2003532390A
JP2003532390A JP2001576460A JP2001576460A JP2003532390A JP 2003532390 A JP2003532390 A JP 2003532390A JP 2001576460 A JP2001576460 A JP 2001576460A JP 2001576460 A JP2001576460 A JP 2001576460A JP 2003532390 A JP2003532390 A JP 2003532390A
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JP
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cell
nucleic acid
cells
acid molecule
reporter gene
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Application number
JP2001576460A
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Japanese (ja)
Inventor
ラウシー,ジュディー
Original Assignee
ピュラシップ
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 本発明が提供するのは、生体異物、内因性物質、化学物質や薬物のような、タンパク質発現を変化させる化合物を同定するための改良された細胞と方法である。本発明の一つの様態は、ある細胞が、薬物代謝に関与したタンパク質(酵素またはトランスポーターなど)をコードする核酸分子に機能可能なプロモーターまたはエンハンサーとレポーター遺伝子を含む第一の核酸分子;および細胞内受容体または転写因子をコードする第二の核酸を有し、細胞内受容体または転写因子が化合物と結合したときに、細胞内受容体または転写因子が、前記レポーター遺伝子の発現に至るプロモーターまたはエンハンサーと機能可能に結合できるようにする。本発明の別の側面は、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の発現を誘導する特性について化合物を評価する方法において、試験化合物を提供し;試験化合物を本発明の細胞と接触させ;前記レポーター遺伝子の発現を検出することを含む方法である。この方法はハイスループット法とすることができる。   (57) [Summary] The present invention provides improved cells and methods for identifying compounds that alter protein expression, such as xenobiotics, endogenous substances, chemicals and drugs. One embodiment of the present invention is directed to a first nucleic acid molecule comprising a promoter or enhancer capable of functioning as a nucleic acid molecule encoding a protein (such as an enzyme or a transporter) involved in drug metabolism and a reporter gene; A second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor, wherein when the intracellular receptor or transcription factor binds to the compound, the intracellular receptor or transcription factor leads to expression of the reporter gene or a promoter or Enable to operably couple to enhancer. Another aspect of the present invention provides a method for evaluating a compound for the property of inducing the expression of a gene encoding a protein involved in drug metabolism, comprising providing a test compound; contacting the test compound with a cell of the present invention; A method comprising detecting expression of a reporter gene. This method can be a high-throughput method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本出願は、2000年4月12日提出の「薬物代謝用のインビトロスクリーニ
ングのための方法」と題する米国仮特許出願整理番号60/196,681、お
よび2000年10月17日提出の「p450誘導のための大量スクリーニング
」と題する米国仮特許出願整理番号60/241,391への優先権の特典を請
求するものであり、これらはその全文をここで言及することで組み込まれている
This application is filed on Apr. 12, 2000, entitled “Method for In Vitro Screening for Drug Metabolism,” US Provisional Patent Application Serial No. 60 / 196,681, and Oct. 17, 2000. Claims the privilege of priority to US Provisional Patent Application Serial No. 60 / 241,391, entitled "Large Screening for p450 Induction," which is incorporated by reference herein in its entirety. .

【0002】 本発明は、国立衛生研究所、認可番号GM−58287によって授与された政
府支援によってなされたものであり、米国政府は発明に対する特定の権利を有す
るともいえる。
This invention was made with government support awarded by the National Institutes of Health, Grant No. GM-58287, and it may be said that the US Government has certain rights in the invention.

【0003】 技術の分野 本発明は、タンパク質発現を変化させる化合物を識別する分野に関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of identifying compounds that alter protein expression.

【0004】 背景 治療薬に対する拒絶反応は病気と死亡の一般的原因であるが、それはとくにこ
のような治療薬の使用が比較的普及している先進工業国においてである。薬物か
らの副作用は、合衆国の病院における主たる死亡原因の第四位から第六位である
と推定された(Moore and Kliewer,Toxicology
153:1−10(2000))。これら拒絶反応の多くは、薬物間相互作用に
よるもので、このプロセスによって一つの薬物の投与が、第二の同時投与される
薬物の特性を変化させる。もっとも一般的な薬物間相互作用が発生するのは、一
つの薬物が他のものの効力を増加、または減少させるときである(Moore
and Kliewer,Toxicology 153:1−10(2000
))。薬物の薬理学的反応におけるこの変化は、一般的に薬物の代謝における変
化が原因である。したがって、薬物間相互作用に関連する大きな要因は、変化し
た代謝である。
Background Rejection of therapeutic agents is a common cause of morbidity and mortality, especially in industrialized countries where the use of such therapeutic agents is relatively prevalent. Side effects from drugs were estimated to be the fourth to sixth leading cause of death in US hospitals (Moore and Kliewer, Toxicology).
153: 1-10 (2000)). Many of these rejection reactions are due to drug-drug interactions, whereby the administration of one drug modifies the properties of a second co-administered drug. The most common drug-drug interactions occur when one drug increases or decreases the potency of another (Moore).
and Kliewer, Toxicology 153: 1-10 (2000
)). This change in the pharmacological response of the drug is generally due to changes in the metabolism of the drug. Therefore, a major factor associated with drug-drug interactions is altered metabolism.

【0005】 薬物代謝にもっとも関連する組織は肝臓と腸である。これらの組織内で、薬物
およびその他の生体異物の酸化代謝が、ヘム含有モノオキシゲナーゼのスーパー
ファミリーの作用によって発生するが、それは集合的に、シトクロムP450酵
素(CYP’s)として知られている(Nebert and Gonzale
z,Ann.Rev.Biochem.56:945−993(1987))。
一般的に、CYPsの酵素作用は極性の高い産生物の形成に至り、薬物自体に関
する産生物のより早い除去を引き起こす。このプロセスは、薬物の薬力学的特徴
を大きく変えることがある。かかる反応が特に重要なのは、該反応が狭い治療範
囲で薬物に影響するときである。
The tissues most involved in drug metabolism are the liver and intestine. Within these tissues, oxidative metabolism of drugs and other xenobiotics occurs by the action of the superfamily of heme-containing monooxygenases, collectively known as cytochrome P450 enzymes (CYP's) ( Never and Gonzale
z, Ann. Rev. Biochem. 56: 945-993 (1987)).
In general, the enzymatic action of CYPs leads to the formation of highly polar products, leading to faster clearance of the products with respect to the drug itself. This process can significantly change the pharmacodynamic characteristics of a drug. Such a response is of particular importance when it affects drugs within a narrow therapeutic range.

【0006】 ヒトの肝臓および腸内にもっとも大量に存在するCYP酵素は、CYP3A4
であり、全腸細胞CYPsの約70%(Moore and Kliewer,
Toxicology 153:1−10(2000))および肝臓P450s
の約29%から約60%を占める(Wrighton et al.,Drug
Metab.Rev.32:339−361(2000))。CYP3A4の
基質、つまりミクロソーム酵素は、一般的に親油性が高い。既知のCYP3A4
基質の構造分化は幅広く、内因性ステロイド、避妊ステロイド、免疫抑制剤、イ
ミダゾール抗真菌剤およびマクロライド抗生物質が含まれる(Wrighton
et al.,Drug Metab.Rev.32:339‐361(20
00))。肝臓と腸内に豊富なCYP3A4と、その幅広い基質特異性のために
、CYP3A4は薬物の生体内変化に優位な役割を果たすと思われている。この
P450酵素は、今日使用されているすべての薬物の50%を超える代謝に関与
すると推定される(Wrighton et al.,Drug Metab.
Rev.32:339‐361(2000))。
The most abundant CYP enzyme in human liver and intestine is CYP3A4
And about 70% of the total enterocyte CYPs (Moore and Kliewer,
Toxicology 153: 1-10 (2000)) and liver P450s.
Account for about 29% to about 60% (Wrightton et al., Drug
Metab. Rev. 32: 339-361 (2000)). The substrate of CYP3A4, the microsomal enzyme, is generally highly lipophilic. Known CYP3A4
Substrate structural differentiation is widespread, including endogenous steroids, contraceptive steroids, immunosuppressants, imidazole antifungals and macrolide antibiotics (Wrighton
et al. , Drug Metab. Rev. 32: 339-361 (20
00)). Due to the abundance of CYP3A4 in the liver and intestine and its broad substrate specificity, CYP3A4 is believed to play a dominant role in the biotransformation of drugs. This P450 enzyme is estimated to be involved in the metabolism of over 50% of all drugs used today (Wrightton et al., Drug Metab.
Rev. 32: 339-361 (2000)).

【0007】 薬物への長時間の曝露は、治療薬物の代謝とクリアランスを増すことができる
特定のp450sの発現の増加に至ることがある。CYP3A4活性は、一連の
様々な薬物によって高められ、そして誘導された発現は、多くの薬物間相互作用
の原因になる。CYP3A4発現のもっとも効果的な誘導物質のいくつかは広く
用いられている薬物で、糖質コルチコイドのデキサメタゾン、抗てんかん剤のフ
ェノバルビタール、抗生物質のリファンピシンおよび抗真菌剤のクロトリマゾー
ルなどである(Lehmann et al.,J.Clin.Invest.
102:1016−1023(1998))。上昇したCYP3A4レベルの結
果として、このP450によって代謝される治療法は、低い効果を示す。したが
って重要なことは、CYP3A4およびその他のp450酵素を含むがそれらに
限定されない薬物代謝酵素を誘導する能力を有する作用物質を同定することであ
る。
Prolonged exposure to drugs can lead to increased expression of certain p450s that can increase metabolism and clearance of therapeutic drugs. CYP3A4 activity is enhanced by a range of different drugs, and the induced expression accounts for many drug-drug interactions. Some of the most effective inducers of CYP3A4 expression are widely used drugs, including the glucocorticoid dexamethasone, the antiepileptic drug phenobarbital, the antibiotic rifampicin and the antifungal clotrimazole ( Lehmann et al., J. Clin. Invest.
102: 1016-1023 (1998)). As a result of elevated CYP3A4 levels, the therapies metabolized by this P450 show low efficacy. Therefore, what is important is to identify agents that have the ability to induce drug-metabolizing enzymes, including but not limited to CYP3A4 and other p450 enzymes.

【0008】 P450調節の生化学的特性は複雑なことがある。p450活性のいくつかの
誘導物質が同定された。CYP3A4レベルは、数多くの構造的に異なる作用物
質に曝露することによって誘導された。この多様性のために、その酵素の発現に
影響するかもしれない新しい薬物を予測することが困難になる。糖質コルチコイ
ドおよびその他の非ステロイド系のCYP3A4誘導物質は、オーファン核受容
体、プレグナンX受容体(PXR)および潜在的な他の受容体が関与するメカニ
ズムによって、このP450の発現を転写的に調節する。PXRは、核ホルモン
受容体スーパーファミリーの新しいメンバーとして同定された。PXRは、CY
P3A4プロモーターの高用量の糖質コルチコイドおよびプレグナンステロイド
の誘導を媒介するが、それは核ホルモン受容体パートナーRXRとヘテロダイマ
ーを形成し、およびCYP3A4プロモーターに多く保存された要素、PXR要
素(PXRE)と結合することによってである。PXR結合のためのヌクレオチ
ドの制限は、明らかにAGTTCAと定義され、これは、直接反復(DR)、ま
たは3、4、5または6のヌクレオチド間隔での逆方向反復(ER)として配置
されている(Wrighton et al.,Drug Metab.Rev
.32:339−361(2000))。
The biochemical properties of P450 regulation can be complex. Several inducers of p450 activity have been identified. CYP3A4 levels were induced by exposure to a number of structurally distinct agents. This diversity makes it difficult to predict new drugs that may affect the expression of that enzyme. Glucocorticoids and other nonsteroidal CYP3A4 inducers transcriptionally drive this P450 expression by a mechanism involving the orphan nuclear receptor, pregnane X receptor (PXR) and potentially other receptors. Adjust. PXR has been identified as a new member of the nuclear hormone receptor superfamily. PXR is CY
It mediates the induction of high doses of glucocorticoid and pregnane steroids of the P3A4 promoter, which form a heterodimer with the nuclear hormone receptor partner RXR, and a highly conserved element in the CYP3A4 promoter, the PXR element (PXRE). By combining. The nucleotide limitation for PXR binding is clearly defined as AGTTCA, which is arranged as a direct repeat (DR) or an inverted repeat (ER) at 3, 4, 5 or 6 nucleotide intervals. (Wrighton et al., Drug Metab. Rev.
. 32: 339-361 (2000)).

【0009】 CYP3A4およびその他のCYPsは、種の差異を表し得るので、製薬会社
はヒトのシステムにおけるインビトロでその薬物候補を試験するが、それはヒト
における薬物間相互作用の可能性の評価を得るためである。大半のインビトロで
の試験には、ヒト肝細胞の初代培養の使用を伴う。肝細胞の有用性は、臨床上関
連するインビトロでの薬物間相互作用のデータを得る能力を薬物産業に付与した
。肝細胞におけるヒトP450の潜在的誘導物質として同定された化合物は、さ
らなる開発からは外され、薬物間相互作用、したがって安全性と市販の障害の可
能性を軽減することができる(Rodrigues,Pharm.Res.14
:1504−1510(1997))。
Since CYP3A4 and other CYPs may represent species differences, pharmaceutical companies test their drug candidates in vitro in the human system, in order to obtain an assessment of potential drug-drug interactions in humans. Is. Most in vitro studies involve the use of primary cultures of human hepatocytes. The usefulness of hepatocytes has given the drug industry the ability to obtain clinically relevant data on drug-drug interactions in vitro. Compounds identified as potential inducers of human P450 in hepatocytes can be excluded from further development, reducing drug-drug interactions and thus safety and potential for commercial obstruction (Rodrigues, Pharm. Res. 14
: 1504-1510 (1997)).

【0010】 しかしながら、これらの試験に初代培養を使用することの短所もある。肝細胞
調製に伴うある論理上の問題は、酵素活性が約四、五日以上は安定しないことで
ある。また、これらシステムは費用と時間がかかり、変動的な応答が発生する。
くわえて、有用性が散発的であり得るのは、初代培養はヒトの臓器の入手可能性
に依存するからである。かかる細胞を使用して得られた結果も、培養培地および
培養条件に依存する。最後に、所与の時間に試験できる化合物の数は限られてい
る。これはとくに問題であるのは、組み合わせ化学および組み合わせ生物学の方
法によって、多数の候補薬物が製造されているからである。
However, there are also disadvantages of using primary cultures for these tests. One logical problem with hepatocyte preparation is that enzyme activity is not stable for more than about four or five days. Also, these systems are expensive, time consuming, and produce variable responses.
In addition, utility can be sporadic because primary cultures depend on the availability of human organs. The results obtained using such cells also depend on the culture medium and the culture conditions. Finally, the number of compounds that can be tested at any given time is limited. This is particularly problematic because of the large number of candidate drugs produced by combinatorial chemistry and combinatorial biology methods.

【0011】 臨床前の薬物開発用のヒト肝細胞の使用に関わる固有の問題、および研究目的
の肝臓標本の入手の困難さのために、他のインビトロシステムが研究されている
。転写活性化は、化学物質によるP450酵素の遺伝子発現における変化を調査
するために、多年にわたってインビトロで実施されてきた(Plant et
al.,Analyt.Biochem.278:170−174(2000)
)。もっとも一般的なタイプは、適切な細胞系へのレポーター遺伝子構造物の一
過性トランスフェクションの使用である。これに続くのが、試験化合物の投与、
レポーター遺伝子産物の測定、およびコントロール細胞との比較である。この手
順の各過程において、生物学的および実験的変動が生じることがあり、それが十
分に再現できない結果や、誤った可能性のある解釈をもたらしうる。かかる変動
の例には、初期トランスフェクション効率、ホスト細胞系への内因性因子による
活性化、および細胞毒性または増殖効果などの化学的な特定の影響を含む。これ
らの問題はこれらのタイプのシステムを使用する熱意を失わせる。
Other in vitro systems have been investigated because of the inherent problems associated with the use of human hepatocytes for preclinical drug development and the difficulty of obtaining liver specimens for research purposes. Transcriptional activation has been performed in vitro for many years to investigate the changes in gene expression of P450 enzymes by chemicals (Plant et al.
al. , Analyt. Biochem. 278: 170-174 (2000)
). The most common type is the use of transient transfection of reporter gene constructs into appropriate cell lines. Following this is the administration of the test compound,
Measurement of reporter gene product and comparison with control cells. Biological and experimental variability can occur during each step of this procedure, which can result in poorly reproducible results and possibly incorrect interpretations. Examples of such variations include initial transfection efficiency, activation by endogenous factors on the host cell line, and chemical specific effects such as cytotoxic or proliferative effects. These problems discourage enthusiasm for using these types of systems.

【0012】 図面の簡単な説明 図1は、本発明の一態様のための一連の図を描いており、そこでは第一の核酸
分子と第二の核酸分子が、プラスミドのような染色体外因子として提供されてい
る。図1Aに示したように、調節因子P2は細胞内受容体または転写因子をコー
ドする遺伝子の転写を調節する。翻訳産物はつぎに、細胞内受容体または転写因
子と結合する試験化合物と相互作用することができる。図1Bに示したように、
細胞内受容体または転写因子と生体異物または試験化合物の複合体はつぎに、薬
物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に作用することができるプロ
モーターまたはエンハンサーと結合することができる。複合体はまた核に入るこ
と、そして薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に作用すること
ができる内因性プロモーターまたはエンハンサーと随意に結合することができる
が、それは該複合体がこのような細胞内に存在するか活性である場合である。こ
の複合体を薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に作用すること
ができるプロモーターまたはエンハンサーと結合させた後、レポーター遺伝子が
レポーターに転写、翻訳され、そして薬物代謝に関与した内因性酵素が随意に発
現するが、それは該レポーター遺伝子がこのような細胞内に存在するか活性であ
る場合である(図1C)。レポーターは、蛍光または発光などの物理特性によっ
て検出可能であり、あるいは基質の、検出可能な生成物のような生成物への、そ
の酵素変換に基づいて検出できるタンパク質でありうる(図1D)。このような
レポーターは、細胞内または細胞外でありうる。本発明の別の態様によれば、第
一の核酸分子と第二の核酸分子の両方が、同一の染色体外因子、例えば単一のプ
ラスミドまたはYACに提供される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 depicts a series of diagrams for one embodiment of the present invention in which a first nucleic acid molecule and a second nucleic acid molecule are extrachromosomal factors such as plasmids. Is offered as. As shown in FIG. 1A, regulatory factor P2 regulates transcription of genes encoding intracellular receptors or transcription factors. The translation product can then interact with a test compound that binds to intracellular receptors or transcription factors. As shown in FIG. 1B,
The complex of the intracellular receptor or transcription factor with the xenobiotic or test compound can then bind to a promoter or enhancer capable of acting on the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism. The complex can also enter the nucleus and optionally bind an endogenous promoter or enhancer capable of acting on the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism, which is such that the complex This is the case when it is present in the cell or is active. After binding this complex to a promoter or enhancer capable of acting on a nucleic acid molecule encoding a protein involved in drug metabolism, the reporter gene is transcribed and translated into a reporter, and the endogenous enzyme involved in drug metabolism is It is optionally expressed when the reporter gene is present or active in such cells (FIG. 1C). A reporter can be a protein that is detectable by physical properties such as fluorescence or luminescence, or a protein that can be detected based on its enzymatic conversion of a substrate into a product, such as a detectable product (FIG. 1D). Such a reporter can be intracellular or extracellular. According to another aspect of the invention, both the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are provided on the same extrachromosomal element, eg a single plasmid or YAC.

【0013】 図2は、第一の核酸分子が染色体外因子(20)であるのに対し、第二の核酸
分子が細胞の染色体(22)に内在している場合を示している。
FIG. 2 shows the case where the first nucleic acid molecule is the extrachromosomal factor (20), while the second nucleic acid molecule is internal to the chromosome (22) of the cell.

【0014】 図3は、第一の核酸分子が染色体外因子(30)であり、そして第二の核酸分
子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子(32)である場合を示してい
る。
FIG. 3 shows the case where the first nucleic acid molecule is an extrachromosomal factor (30) and the second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule (32) integrated into the cell's genome. .

【0015】 図4は、第一の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子(40
)であり、そして第二の核酸分子が細胞の染色体に内在している(42)場合を
示している。
FIG. 4 shows that an exogenous nucleic acid molecule (40
) And the second nucleic acid molecule is internal to the chromosome of the cell (42).

【0016】 図5は、第一の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子(50
)であり、そして第二の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子
(52)である場合を示している。
FIG. 5 shows that an exogenous nucleic acid molecule (50
) And the second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule (52) integrated into the cell's genome.

【0017】 図6は、安定して組み込まれたCYP3A4 PXRE/ルシフェラーゼレポ
ーター構造物を含む、HepG2細胞系の構造を示している。ER6 DNA配
列を含むCYP3A4 PXREは、プラスミドpGL3プロモーター(Pro
mega)に備わっている。トランスフェクションされた細胞は、ジェネティシ
ンの存在の下で培養し、組み込まれたプラスミドpIRESneo(Clone
tech)を選択する。ジェネティシン耐性コロニーは、リファンピシンに増強
された発光でスクリーニングされる。
FIG. 6 shows the structure of the HepG2 cell line with a stably integrated CYP3A4 PXRE / luciferase reporter construct. The CYP3A4 PXRE containing the ER6 DNA sequence was constructed in the plasmid pGL3 promoter (Pro
It is equipped with. Transfected cells were cultured in the presence of geneticin and integrated plasmid pIRESneo (Clone).
tech). Geneticin resistant colonies are screened for rifampicin enhanced luminescence.

【0018】 図7は、図6に示したHepG2細胞系の応答を示している。新規化学物質(
NCE)などのリガンドに結合した後で、内因性HepG2 PXRは、活性化
され、そして内因性HepG2 RXRとヘテロダイマーを形成する。PXR/
RXR複合体は、pGL3−プロモーター(Promega)にクローニングさ
れ、およびHepG2ゲノム内に安定して組み込まれた、PXRE配列と結合す
る。PXR/RXR複合体の結合は、組み込まれたpGL3プロモータープラス
ミドのSV40プロモーターからの転写を活性化する。ルシフェラーゼ遺伝子は
、転写および翻訳されて、NCE用量依存発光を引き起こす。
FIG. 7 shows the response of the HepG2 cell line shown in FIG. New chemical substance (
After binding to a ligand such as NCE), the endogenous HepG2 PXR is activated and forms a heterodimer with the endogenous HepG2 RXR. PXR /
The RXR complex binds to the PXRE sequence cloned into the pGL3-promoter (Promega) and stably integrated within the HepG2 genome. Binding of the PXR / RXR complex activates transcription of the integrated pGL3 promoter plasmid from the SV40 promoter. The luciferase gene is transcribed and translated to cause NCE dose-dependent luminescence.

【0019】 図8は、RNAのノーザンブロット解析を示しているが、該RNAは、hPX
Rだけを含むpIRESで安定して形質転換され(コロニーD6,D4,B6,
B5,A5,A2,W6,W5,W4,W2およびW1)、あるいは例(コロニ
ー6G)に記載されたCYP3A4エンハンサー因子を含むpGL3プロモータ
ーの組み合わせで安定して形質転換された、個別のコロニーから単離されている
。各ウェルは、10マイクログラムの全RNAを含有し、そしてhPXRに特異
的なcDNAプローブで展開した。
FIG. 8 shows Northern blot analysis of RNA, which was
Stable transformation with pIRES containing only R (colonies D6, D4, B6
B5, A5, A2, W6, W5, W4, W2 and W1), or from individual colonies stably transformed with the combination of the pGL3 promoters containing the CYP3A4 enhancer element described in the example (Colony 6G). Being separated. Each well contained 10 micrograms of total RNA and was developed with a cDNA probe specific for hPXR.

【0020】 図9は、pGL3−プロモーター/3A4エンハンサーで安定して形質転換し
た細胞への、リファンピシンおよびDMSO処理の影響を示している。96ウェ
ルプレートを使用して、高レベルのルシフェラーゼ誘導を引き起こすための曝露
の長さを決定した。細胞は、ゼロから78時間の間で処理されてから、ルシフェ
ラーゼ活性を測定した。結果は、DMSOコントロール細胞に対する増加倍率で
表示され、四回の実験の結果である。
FIG. 9 shows the effect of rifampicin and DMSO treatment on cells stably transformed with the pGL3-promoter / 3A4 enhancer. 96-well plates were used to determine the length of exposure to cause high levels of luciferase induction. Cells were treated between zero and 78 hours before luciferase activity was measured. Results are expressed as fold increase over DMSO control cells and are the result of four experiments.

【0021】 図10は、pGL3/3A4エンハンサーに加えてphPXRを含む細胞に対
する、リファンピシン処理の影響を示している。細胞は、96ウェルプレートフ
ォーマットで培養され、10マイクロモルのリファンピシンまたはDMSOに7
2時間曝露した。結果は、相対発光量で表示され、四回の実験の結果である。
[0021] Figure 10 shows the effect of rifampicin treatment on cells containing the pGL3 / 3A4 enhancer plus phPXR. Cells were cultured in 96-well plate format and plated in 10 micromolar rifampicin or DMSO.
It was exposed for 2 hours. Results are expressed as relative luminescence and are the result of four experiments.

【0022】 図11は、hPXRにpGL3/3A4エンハンサーを加えたものまたはpG
L3/3A4エンハンサーのみを含む細胞の様々な量を、96ウェルプレートに
添加し、そして10マイクロモルのリファンピシンまたはDMSOで48時間処
置した結果を示している。結果は、コントロールDMSO処理細胞に対する増加
倍率で表示され、四回の実験の結果である。
FIG. 11 shows hPXR plus pGL3 / 3A4 enhancer or pG
Shown are the results of adding various amounts of cells containing only the L3 / 3A4 enhancer to 96-well plates and treating with 10 micromolar rifampicin or DMSO for 48 hours. Results are expressed as fold increase over control DMSO treated cells and are the result of four experiments.

【0023】 図12は、pGL3ベクターおよびhPXRを伴うpIRESベクターで安定
して形質転換されたHepG2細胞における、ルシフェラーゼ活性に対する血清
、DMSOおよびリファンピシンの影響を示している。細胞は、ゼロから78時
間の範囲で様々な時間の間処理されたが、それはリファンピシン、DMSO、も
しくは培地内に0.1%血清が存在するか、存在しない状態である。リファンピ
シンまたはDMSOのいずれかがない追加的な制御も含めた。結果は、相対発光
量で表示され、四回の実験の結果である。
FIG. 12 shows the effect of serum, DMSO and rifampicin on luciferase activity in HepG2 cells stably transformed with pGL3 vector and pIRES vector with hPXR. Cells were treated for various times ranging from zero to 78 hours with or without 0.1% serum in rifampicin, DMSO, or medium. Additional controls without either rifampicin or DMSO were also included. Results are expressed as relative luminescence and are the result of four experiments.

【0024】 図13は、ヒトの肝細胞におけるCYP3A4発現に対する各種のCYP3A
4誘導物質の影響を示している。ヒトの肝細胞は、10マイクロモルのデキサメ
タゾン、デキサメタゾンなし、または肝細胞培養培地に通常存在するデキサメタ
ゾンの量(約10-7M)に、曝露された。その他の誘導物質に含まれるのは、1
ミリモルのフェノバルビタール、10マイクロモルのリファンピシン、クロトリ
マゾール、またはRU486である。全RNA(10マイクログラム)は、ノー
ザンブロット解析の対象となり、そして実施例に記載したように、CYP3A4
に特異的なcDNAプローブで展開された。
FIG. 13 shows various CYP3A against CYP3A4 expression in human hepatocytes.
4 shows the effect of the inducer. Human hepatocytes were exposed to 10 micromolar dexamethasone, no dexamethasone, or the amount of dexamethasone normally present in hepatocyte culture medium (approximately 10 −7 M). Other inducers include 1
Mmol phenobarbital, 10 μmol rifampicin, clotrimazole, or RU486. Total RNA (10 micrograms) was subjected to Northern blot analysis and as described in the examples, CYP3A4.
Was developed with a cDNA probe specific for.

【0025】 図14は、pIRESベクターにおけるhPXRおよびルシフェラーゼベクタ
ー(コロニー1F)における3A4エンハンサーによって安定して形質転換され
たHepG2細胞に対する、各種のCYP3A4誘導物質および非誘導物質の影
響を示している。細胞は、96ウェルプレートフォーマットで72時間それぞれ
の誘導物質に曝露された後、ルシフェラーゼ活性を測定する。細胞は、1マイク
ロモルのデキサメタゾン、100マイクロモルのオメプラゾール、10マイクロ
モルのクロトリマゾール、10マイクロモルのRU486、10マイクロモルの
リファンピシン、100マイクロモルのメバスタチン、50マイクロモルのPC
N、100マイクロモルのフェノバルビタール、1マイクロモルのTCDDで処
理された。データは、コントロールのDMSO処理細胞に対するルシフェラーゼ
活性の増加倍率で表示され、四通りの測定の結果である。
FIG. 14 shows the effect of various CYP3A4 inducers and non-inducers on HepG2 cells stably transformed with hPXR in pIRES vector and 3A4 enhancer in luciferase vector (colony 1F). Cells are exposed to each inducer in a 96-well plate format for 72 hours before measuring luciferase activity. Cells are 1 micromolar dexamethasone, 100 micromolar omeprazole, 10 micromolar clotrimazole, 10 micromolar RU486, 10 micromolar rifampicin, 100 micromolar mevastatin, 50 micromolar PC.
N, treated with 100 micromolar phenobarbital, 1 micromolar TCDD. Data are expressed as fold increase in luciferase activity relative to control DMSO-treated cells and are the results of four measurements.

【0026】 図15は、ルシフェラーゼベクター(コロニー13)における3A4エンハン
サーによって安定して形質転換されたHepG2細胞に対する、各種のCYP3
A4誘導物質および非誘導物質の影響を示している。細胞は、96ウェルプレー
トフォーマットで72時間それぞれの誘導物質に曝露された後に、ルシフェラー
ゼ活性を測定する。細胞は、1マイクロモルのデキサメタゾン、100マイクロ
モルのオメプラゾール、10マイクロモルのクロトリマゾール、10マイクロモ
ルのRU486、10マイクロモルのリファンピシン、100マイクロモルのメ
バスタチン、50マイクロモルのPCN、100マイクロモルのフェノバルビタ
ール、1マイクロモルのTCDDで処理した。データは、コントロールのDMS
O処理細胞に対するルシフェラーゼ活性の増加倍率で表示され、四通りの測定の
結果である。
FIG. 15 shows various CYP3s for HepG2 cells stably transformed with the 3A4 enhancer in the luciferase vector (colony 13).
The effect of A4 inducer and non-inducer is shown. Luciferase activity is measured after cells have been exposed to each inducer in a 96-well plate format for 72 hours. Cells are 1 micromolar dexamethasone, 100 micromolar omeprazole, 10 micromolar clotrimazole, 10 micromolar RU486, 10 micromolar rifampicin, 100 micromolar mevastatin, 50 micromolar PCN, 100 micromolar. Phenobarbital of 1 micromolar of TCDD. Data is control DMS
The results are shown in fold increase of luciferase activity with respect to O-treated cells, and are the results of four measurements.

【0027】 図16は、ルシフェラーゼベクター(コロニー13)におけるCYP3A4エ
ンハンサーによって安定して形質転換されたHepG2細胞に対する、各種のC
YP誘導物質の様々な用量の影響を示している。細胞は、96ウェルプレートフ
ォーマットで72時間それぞれの誘導物質に曝露された後に、ルシフェラーゼ活
性を測定する。細胞は、それぞれの薬物の三倍の用量で処理された。用量は、作
用物質に応じて、0.1マイクロモルから5ミリモルの範囲とした。デキサメタ
ゾンの用量は、0.1マイクロモル、1.0マイクロモルおよび10マイクロモ
ル;オメプラゾールは、50マイクロモル、100マイクロモルおよび250マ
イクロモル;クロトリマゾールは、5マイクロモル、10マイクロモルおよび5
0マイクロモル;フェノバルビタールは、1ミリモル、2ミリモルおよび5ミリ
モル;TCDDは、0.5ナノモル、1ナノモルおよび2ナノモル;RU486
は、5マイクロモル、10マイクロモルおよび50マイクロモル;リファンピシ
ンは、5マイクロモル、10マイクロモルおよび25マイクロモル;またメバス
タチンは、10マイクロモル、50マイクロモルおよび100マイクロモルであ
る。結果は、DMSO処理細胞に対するルシフェラーゼ活性の増加倍率と、六測
定の平均+/−標準偏差で表示されている。それぞれの薬物の最少用量は、左か
ら右に増加するように示した。
FIG. 16 shows various Cs for HepG2 cells stably transformed with the CYP3A4 enhancer in the luciferase vector (colony 13).
Figure 3 shows the effect of different doses of YP inducer. Luciferase activity is measured after cells have been exposed to each inducer in a 96-well plate format for 72 hours. Cells were treated with three times the dose of each drug. Dosages ranged from 0.1 micromolar to 5 millimolar, depending on the agent. Dexamethasone doses are 0.1 micromolar, 1.0 micromolar and 10 micromolar; omeprazole is 50 micromolar, 100 micromolar and 250 micromolar; clotrimazole is 5 micromolar, 10 micromolar and 5 micromolar.
0 micromolar; phenobarbital 1 mmol, 2 mmol and 5 mmol; TCDD 0.5 nanomolar, 1 nanomolar and 2 nanomolar; RU486
Is 5 micromolar, 10 micromolar and 50 micromolar; rifampicin is 5 micromolar, 10 micromolar and 25 micromolar; and mevastatin is 10 micromolar, 50 micromolar and 100 micromolar. Results are expressed as fold increase in luciferase activity relative to DMSO treated cells and the mean of 6 measurements +/- standard deviation. The minimum dose of each drug was shown to increase from left to right.

【0028】 図17は、24および96ウェルプレートにおいて安定した細胞系を培養する
ことの影響を示している。101L細胞を、24または96ウェルプレートにお
いて培養し、様々な用量のAh受容体リガンドのベンズアントラセンに曝露した
。18時間曝露した後に、ルシフェラーゼ活性を評価した。結果は、三つの異な
る実験の平均+/−SDで表示した。
FIG. 17 shows the effect of culturing stable cell lines in 24 and 96 well plates. 101L cells were cultured in 24 or 96 well plates and exposed to various doses of the Ah receptor ligand benzanthracene. Luciferase activity was assessed after 18 hours of exposure. Results are expressed as the mean +/- SD of 3 different experiments.

【0029】 図18は、各種のCYP1A1誘導物質の応答時間曲線を表している。誘導物
質曝露の最長時間は、101L細胞における誘導物質に媒介されるルシフェラー
ゼ活性の経過時間を確立することと、96ウェルプレートで決定した。増強され
た活性は、ベンズアントラセン(100マイクロモル)、オメプラゾール(10
0マイクロモル)および3−メチルコラントレン(10マイクロモル)の投与か
ら6時間以内に観察された。細胞は、ネガティブコントロールとして、リファン
ピシン(100マイクロモル)によっても処理した。それぞれの点は、三つの試
験の結果の平均+/−SDを表している。
FIG. 18 shows response time curves of various CYP1A1 inducers. The maximum time of inducer exposure was determined by establishing the time course of inducer-mediated luciferase activity in 101L cells and in 96 well plates. The enhanced activity was demonstrated by benzanthracene (100 micromol), omeprazole (10
0 micromolar) and 3-methylcholanthrene (10 micromolar) were observed within 6 hours of administration. Cells were also treated with rifampicin (100 micromolar) as a negative control. Each point represents the mean +/- SD of the results of three tests.

【0030】 図19は、各種の既知のCYP1A1誘導物質の応答用量曲線を示している。
各種のCYP1A1誘導物質の影響は、96ウェルプレートフォーマットと10
1L細胞を用いて測定した。用量応答曲線は、TCDD(0.5から2.2ナノ
モル(パネルA)、ベンズアントラセンおよびオメプラゾール(1から200マ
イクロモル)(パネルB)について作成された。それぞれの点は、三つの試験の
結果の平均+/−SDを表している。
FIG. 19 shows response dose curves for various known CYP1A1 inducers.
The effects of various CYP1A1 inducers are shown in 96-well plate format and 10
It was measured using 1 L cells. Dose response curves were generated for TCDD (0.5 to 2.2 nanomolar (panel A), benzanthracene and omeprazole (1 to 200 micromolar) (panel B). Each point is the result of three studies. The mean of +/− SD is shown.

【0031】 図20は、各種のフラボノイドについての用量応答曲線を示している。96ウ
ェルプレートフォーマットと101L細胞を用いて、用量応答曲線は、GTE(
挿入)について作成された。用量は、0.01ミリグラム/mlから0.2ミリ
グラム/mlの範囲で、18時間の曝露を行なった。用量応答曲線は、EGCG
、ケルセチン、クルクミン、ケンフェロール、ナリンゲニン、アピゲニン、およ
びレスベラトロールについても決定し、範囲は1から20マイクロモルであった
。それぞれの作用物質に対する曝露は、18時間であった。それぞれの点は、三
つの試験の結果の平均+/−SDを表している。
FIG. 20 shows dose response curves for various flavonoids. Using the 96-well plate format and 101L cells, the dose response curve was GTE (
Insert) was created. Doses ranged from 0.01 milligram / ml to 0.2 milligram / ml with 18 hours of exposure. The dose response curve is EGCG
, Quercetin, curcumin, kaempferol, naringenin, apigenin, and resveratrol were also determined and ranged from 1 to 20 micromolar. The exposure to each agent was 18 hours. Each point represents the mean +/- SD of the results of three tests.

【0032】 図21は、TCDDとそれぞれのフラボノイドとの、共処理の影響を示してい
る。CYP1A1含有細胞系は、それぞれのフラボノイド10マイクロモル、あ
るいはGTE0.1ミリグラム/ml、およびTCDD2ナノモルで処理した。
細胞は、両方の作用物質に18時間曝露された。結果は、三つの試験の平均+/
−SDを表している。
FIG. 21 shows the effect of co-processing of TCDD and each flavonoid. CYP1A1-containing cell lines were treated with 10 micromoles of each flavonoid, or 0.1 mg / ml GTE, and 2 nmoles TCDD.
The cells were exposed to both agents for 18 hours. Results are the average of three tests + /
-Indicates SD.

【0033】 概要 本書に記載のインビトロシステムは、CYP3A4のようなP450sを含む
、薬物代謝酵素の誘導を検出できる。開示された方法は、適切なエンハンサーと
レポーター遺伝子の生体異物による転写活性化を検出できるが、該エンハンサー
とレポーター遺伝子は、ヒトの肝癌細胞のような宿主細胞内に随意に独立して安
定的にトランスフェクションされたものである。システムはマイクロタイタープ
レートフォーマットにおいて使用可能であり、結果は、薬物候補を細胞に適用し
てから、二ないし三日以内に適切なマイクロタイタープレートリーダーで随意に
得ることができる。このインビトロ転写システムの利点は、単離したヒト肝細胞
または肝臓薄片と比較した場合は多く、アッセイの一貫性および再現性の向上を
含んでいる。またアッセイの結果に影響を及ぼし得る個体間あるいは標本間の変
動および培養条件は、本発明のシステムを用いて対処される。本システムは、ハ
イスループットアッセイのために形式化されることが可能であり、比較的短時間
で、特定の薬物代謝タンパク質をコードする遺伝子の二倍もしくはそれ以上の誘
導を予測できる。
Overview The in vitro system described herein can detect the induction of drug metabolizing enzymes, including P450s such as CYP3A4. The disclosed method can detect xenobiotic transcriptional activation of appropriate enhancers and reporter genes, wherein the enhancers and reporter genes are stable independently and stably in host cells such as human hepatoma cells. It has been transfected. The system can be used in a microtiter plate format and the results can optionally be obtained with a suitable microtiter plate reader within a few days of applying the drug candidate to the cells. The advantages of this in vitro transcription system are many when compared to isolated human hepatocytes or liver slices and include improved assay consistency and reproducibility. Also, inter-individual or inter-species variability and culture conditions that can affect assay results are addressed using the system of the present invention. The system can be formalized for high throughput assays and can predict double or more induction of a gene encoding a particular drug metabolizing protein in a relatively short time.

【0034】 本発明の一つの推奨態様によれば、インビトロシステムは、本質的にハイスル
ープットであり、そしてCYP3A4誘導を評価できる。本発明のこの推奨態様
は、PXREと命名されたCYP3A4遺伝子の調節領域と転写因子PXRを含
んでいる。PXREはプラスミド上などの、ルシフェラーゼのようなレポーター
遺伝子に機能可能に連結されている。PXREおよびレポーター遺伝子を含有す
るプラスミドは、つぎに、HepG2のような肝癌細胞系に安定的に形質転換さ
れる。いったん形質転換されると、PXRはPXREに結合し、そして転写を活
性化できる。これは、PXRが薬物などの適切なリガンドによって刺激されたと
きに起こすことができる。CYP3A4以外、またはP450’s以外の薬物代
謝タンパク質をコードする核酸分子は、核酸分子を置換することで使用すること
ができる。PXRE以外の適切な調節領域も使用することができるが、それによ
り調節領域が薬物代謝酵素またはトランスポーターをコードする核酸分子にとっ
て適切になるようにする。くわえて、検出可能なタンパク質、グリーン蛍光タン
パク質(GFP)またはその変型のようなルシフェラーゼ以外のレポーター遺伝
子、またはその他の酵素、例えばベータ−ガラクトシダーゼ、ベータ−ラクタマ
ーゼあるいはアルカリホスファターゼを、このシステムにおいて使用することが
できる。代替細胞を使用することができるが、薬物代謝に関与する組織に由来す
る細胞が推奨される。
According to one preferred embodiment of the invention, the in vitro system is essentially high throughput and capable of assessing CYP3A4 induction. This preferred embodiment of the invention comprises the regulatory region of the CYP3A4 gene designated PXRE and the transcription factor PXR. The PXRE is operably linked to a reporter gene such as luciferase, such as on a plasmid. The plasmid containing the PXRE and the reporter gene is then stably transformed into a hepatoma cell line such as HepG2. Once transformed, PXR can bind to PXRE and activate transcription. This can occur when PXR is stimulated by a suitable ligand such as a drug. A nucleic acid molecule encoding a drug-metabolizing protein other than CYP3A4 or P450's can be used by substituting the nucleic acid molecule. Appropriate regulatory regions other than PXRE can also be used, making the regulatory regions suitable for nucleic acid molecules encoding drug metabolizing enzymes or transporters. In addition, a reporter gene other than luciferase, such as a detectable protein, green fluorescent protein (GFP) or variants thereof, or other enzymes such as beta-galactosidase, beta-lactamase or alkaline phosphatase should be used in this system. You can Alternative cells can be used, but cells derived from tissues involved in drug metabolism are recommended.

【0035】 本発明が認めていることは、化合物相互作用を評価するための細胞ベースのシ
ステムを、適切な核酸分子を用いて作ることができるが、該核酸分子は、レポー
ター遺伝子をコードする核酸分子に機能可能に連結された薬物代謝に関与したタ
ンパク質をコードする核酸分子、および細胞内受容体または転写因子をコードす
る核酸分子のための一つまたはそれ以上のエンハンサーまたはプロモーターを含
む。これらの核酸分子は、染色体外であり得るし、あるいは安定して細胞のゲノ
ムに組み込むことができる。くわえて、特定の場合では、核酸分子は細胞の染色
体に内在できるが、それはとくに核酸分子が細胞内受容体、トランスポーターま
たは転写因子をコードする場合である。
It is recognized by the present invention that a cell-based system for assessing compound interactions can be created using a suitable nucleic acid molecule, which nucleic acid molecule encodes a reporter gene. Included are nucleic acid molecules encoding proteins involved in drug metabolism operably linked to the molecule, and one or more enhancers or promoters for nucleic acid molecules encoding intracellular receptors or transcription factors. These nucleic acid molecules can be extrachromosomal or can stably integrate into the genome of the cell. In addition, in certain cases, the nucleic acid molecule may be endogenous to the chromosome of the cell, especially when the nucleic acid molecule encodes an intracellular receptor, transporter or transcription factor.

【0036】 本発明の一つの態様は、ある細胞を提供するが、該細胞は第一の核酸分子を含
み:該第一の核酸分子は、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子
のために機能可能なプロモーターまたはエンハンサーおよびレポーター遺伝子を
含有する。好ましくは、プロモーターまたはエンハンサーは、前記レポーター遺
伝子に機能可能に連結される。細胞もまた、細胞内受容体または転写因子をコー
ドする第二の核酸を含むが、それにより細胞内受容体または転写因子が化合物と
結合または活性化されたとき、前記細胞内受容体または転写因子が前記レポータ
ー遺伝子の発現に至るよう、前記プロモーターまたはエンハンサーと機能可能に
結合できるようにする。細胞が薬物代謝に関与したタンパク質の発現を誘導する
化合物と接触したとき、レポーター遺伝子が発現する。
One aspect of the present invention provides a cell, wherein the cell comprises a first nucleic acid molecule: the first nucleic acid molecule is for a nucleic acid molecule encoding a protein involved in drug metabolism. Contains a functional promoter or enhancer and a reporter gene. Preferably, a promoter or enhancer is operably linked to said reporter gene. The cell also comprises a second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor, such that when the intracellular receptor or transcription factor is bound or activated with the compound, the intracellular receptor or transcription factor is Is operably linked to the promoter or enhancer to direct expression of the reporter gene. The reporter gene is expressed when the cell is contacted with a compound that induces the expression of a protein involved in drug metabolism.

【0037】 本発明の第二の態様は、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の
発現を誘導する特性のために化合物を評価する方法を提供するのであって、該方
法は;試験化合物を提供すること;試験化合物を本発明の細胞と接触させること
;および前記レポーター遺伝子の発現を検出することから成る。レポーター遺伝
子の発現は、前記化合物が薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の
発現を変化させたことを示す。
A second aspect of the invention provides a method of evaluating a compound for the property of inducing expression of a gene encoding a protein involved in drug metabolism, the method comprising: Providing; contacting a test compound with cells of the invention; and detecting expression of said reporter gene. Expression of the reporter gene indicates that the compound altered the expression of the gene encoding the protein involved in drug metabolism.

【0038】 発明の詳細な説明[0038]   Detailed Description of the Invention

【0039】 定義 特記事項なき限り、本書に用いられるすべての技術的および科学的用語は、本
発明が属する分野のある当業者が通常理解するのと同じ意味を持つ。一般的に本
書に使用する学名、および後述の細胞培養、化学、微生物学、分子生物学、細胞
科学および細胞培養における実験手順はこの分野で周知であり、広く用いられて
いる。従来の方法がこれらの手順で用いられ、例えば、これらは現状技術と各種
の一般的参照文献に提供されているものである(Sambrook et al
.,Molecular Cloning:A Laboratory Man
ual,2nd edition,Cold Spring Harbor P
ress,Cold Spring Harbor,N.Y.(1989);A
usubel et al.,Current Protocols in M
olecular Biology,John Wiley and Sons
(1998);Harlowe and Lane,Antibodies,a
Laboratory Manual,Cold Spring Harbo
r Press(1988))。用語が単数形で用いられている場合、発明者は
、その用語の複数形も企図する。本書に用いられる学名および後述の実験手順は
、この分野で周知であり広く用いられている。本明細書を通じて用いられる限り
において、以下の用語は、特記事項なき限り、以下の意味を持つと解されるべき
である。
Definitions Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The scientific names generally used in this specification and the experimental procedures in cell culture, chemistry, microbiology, molecular biology, cell science and cell culture described below are well known in the art and widely used. Conventional methods are used in these procedures, for example, those provided in the state of the art and various general references (Sambrook et al.
. , Molecular Cloning: A Laboratory Man
ual, 2nd edition, Cold Spring Harbor P
Less, Cold Spring Harbor, N.M. Y. (1989); A
usubel et al. , Current Protocols in M
olecular Biology, John Wiley and Sons
(1998); Harlowe and Lane, Antibodies, a.
Laboratory Manual, Cold Spring Harbo
r Press (1988)). When a term is used in the singular, the inventor also contemplates the plural of the term. The scientific names used in this document and the experimental procedures described below are well known and widely used in this field. As used throughout this specification, the following terms, unless otherwise indicated, shall be understood to have the following meanings:

【0040】 「核酸分子」は、ポリヌクレオチドである。核酸分子は、DNA、RNA、ま
たは両者の組み合わせとすることができる。核酸分子は、バックボーンに組み込
まれたリボースおよびデオキシリボース以外の糖も含み、したがって、DNAま
たはRNA以外とすることができる。核酸は核酸塩基を含み得るが、該核酸塩基
は、自然に発生するか、あるいは例えば2−アミノアデニンなどのような核酸塩
基の誘導体であるキサンチンのように自然に発生しない。本発明の核酸分子は、
ホスホジエステル結合以外の結合を有することができる。核酸分子は、ペプチド
核酸分子とすることができる。核酸分子の長さは任意であり、一本鎖または二本
鎖、あるいは部分的に一本鎖または部分的に二本鎖とすることができる。
A “nucleic acid molecule” is a polynucleotide. The nucleic acid molecule can be DNA, RNA, or a combination of both. Nucleic acid molecules also include sugars other than ribose and deoxyribose incorporated into the backbone and thus can be other than DNA or RNA. Nucleic acids can include nucleobases, which either occur naturally or do not occur naturally, such as xanthine, which is a derivative of a nucleobase such as 2-aminoadenine. The nucleic acid molecule of the present invention is
It can have a bond other than a phosphodiester bond. The nucleic acid molecule can be a peptide nucleic acid molecule. The nucleic acid molecule can be of any length and can be single-stranded or double-stranded, or partially single-stranded or partially double-stranded.

【0041】 「プローブ」または「プローブ核酸分子」は、少なくとも部分的に一本鎖であ
り、および対象とする配列に対して少なくとも部分的に相補性があり、または少
なくとも部分的に大体の相補性がある核酸分子である。プローブは、RNA、D
NA、またはRNAとDNAの両者の組み合わせとすることができる。本発明の
範囲内でもあるのは、バックボーンの糖がリボースまたはデオキシリボース以外
の核酸を含むプローブ核酸分子を有することである。プローブ核酸は、ペプチド
核酸であってもよい。プローブは、ヌクレアーゼ活性に抵抗性のある、または検
出可能な標識を含むことができ、もしくは例えばペプチドなどの他の部分に機能
可能に結合することができる。
A “probe” or “probe nucleic acid molecule” is at least partially single-stranded and at least partially complementary to, or at least partially approximate to, the sequence of interest. There is a nucleic acid molecule. Probes are RNA, D
It can be NA or a combination of both RNA and DNA. Also within the scope of the invention is that the backbone sugar has a probe nucleic acid molecule that comprises a nucleic acid other than ribose or deoxyribose. The probe nucleic acid may be a peptide nucleic acid. The probe can include a label that is resistant to nuclease activity, or detectable, or can be operably linked to other moieties such as, for example, peptides.

【0042】 一本鎖核酸分子が、他の一本鎖核酸分子に対して「相補的」であるのは、該核
酸分子が他の核酸分子の全体または一部と塩基対形成(ハイブリダイズ)できる
ときであり、それによりシトシン(C)と塩基対となるグアニン(G)、および
チミン(T)またはウリジン(U)と塩基対となるアデニン(A)の能力に基づ
いて、二重螺旋(二本鎖核酸分子)を形成する。例えば、ヌクレオチド配列5’
−TATAC−3’は、ヌクレオチド配列5’−GTATA−3’に相補的であ
る。
A single-stranded nucleic acid molecule is “complementary” to another single-stranded nucleic acid molecule so that the nucleic acid molecule base pairs (hybridizes) with all or part of another nucleic acid molecule. Based on the ability of guanine (G) to base pair with cytosine (C) and adenine (A) to base pair with thymine (T) or uridine (U). Double-stranded nucleic acid molecule). For example, the nucleotide sequence 5 '
-TATAC-3 'is complementary to the nucleotide sequence 5'-GTATA-3'.

【0043】 「大体相補的である」とは、厳しい条件下で互いに選択的にハイブリダイズす
る核酸を指す。
“Approximately complementary” refers to nucleic acids that selectively hybridize to one another under stringent conditions.

【0044】 「選択的にハイブリダイズする」とは、検出可能な特定の結合を指す。ポリヌ
クレオチド、オリゴヌクレオチドおよびその断片は、標的核酸鎖と特異的にハイ
ブリダイズするが、それは非特異的な核酸への検出可能な結合のかなりの量を最
少にするハイブリダイゼーションおよび洗浄条件のもとでである。きわめて制限
的な条件を使用して、この分野で周知の選択的なハイブリダイゼーションの条件
を達成してもよい。一般的に、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチドおよびそ
の断片と対象の核酸配列の間の核酸配列相補性は、少なくとも30%、もっと典
型的かつ好適には少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、90%
であり、100%とすることもできる。塩濃度、温度、洗浄剤およびホルムアミ
ドなどの変性剤などのハイブリダイゼーション条件は、ハイブリダイゼーション
の厳しさを増すために変化させる、すなわち核酸鎖にそった、Gと塩基対となる
C,およびTまたはUと塩基対となるAの正確な一致を要求することが可能であ
る。
“Selectively hybridize” refers to a specific binding that is detectable. Polynucleotides, oligonucleotides and fragments thereof hybridize specifically with target nucleic acid strands, but under hybridization and wash conditions that minimize a significant amount of detectable binding to non-specific nucleic acids. It is. Very limiting conditions may be used to achieve the conditions of selective hybridization well known in the art. Generally, nucleic acid sequence complementarity between the polynucleotides, oligonucleotides and fragments thereof and the nucleic acid sequence of interest is at least 30%, more typically and preferably at least 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%
And can be 100%. Hybridization conditions, such as salt concentration, temperature, detergents and denaturing agents such as formamide, are varied to increase the severity of hybridization, ie, C and T which base pair with G along the nucleic acid strand, or It is possible to require an exact match for U and A for base pairing.

【0045】 「に対応する」は、基準となるポリヌクレオチド配列のすべてまたは一部と同
一性を共有する(例えば同一の)ポリヌクレオチド配列を指す。対照的に、ここ
で使用されている「に相補的である」という用語が意味するのは、相補的配列が
基準となるポリヌクレオチド配列のすべてまたは一部と塩基対となることである
。例としては、ヌクレオチド配列5’−TATAC−3’は、基準配列5’−T
ATAC−3’に対応し、そして基準配列5’−GTATA−3’に相補的であ
る。
“Corresponding to” refers to polynucleotide sequences that share (eg, are identical) identity with all or part of a reference polynucleotide sequence. In contrast, the term "complementary to" as used herein means that the complementary sequence is base paired with all or part of a reference polynucleotide sequence. As an example, the nucleotide sequence 5'-TATAC-3 'has the reference sequence 5'-T
It corresponds to ATAC-3 'and is complementary to the reference sequence 5'-GTATA-3'.

【0046】 「配列同一性」または「同一」が意味するのは、二つのポリヌクレオチド配列
が比較範囲にわたって同一(例えば、ヌクレオチドごとを基に)であることであ
る。「部分的配列同一性」または「部分的な同一」が意味するのは、核酸分子の
配列の一部が、別の核酸分子の配列の少なくとも一部と同一であることである。
By “sequence identity” or “identical” is meant that two polynucleotide sequences are identical (eg, on a nucleotide-by-nucleotide basis) over the range of comparison. By "partial sequence identity" or "partial identity" is meant that part of a sequence of a nucleic acid molecule is identical to at least part of the sequence of another nucleic acid molecule.

【0047】 本書に使用された「大体の同一性」または「大体同一」は、ポリヌクレオチド
配列の特徴を指し、ここでポリヌクレオチドは、少なくとも30パーセントの配
列同一性、好適には少なくとも50から60パーセントの配列同一性、もっと一
般的には少なくとも60パーセントの配列同一性を有する配列から成るが、これ
は少なくとも20ヌクレオチド位置の比較範囲にわたって、しばしば少なくとも
25から50ヌクレオチドの範囲にわたって基準配列と比較したときであり、こ
こで配列同一性の百分率は、比較範囲にわたって基準配列の合計20パーセント
またはそれを下回る欠失または付加を含むことがあるポリヌクレオチド配列と基
準配列を比較することによって計算される。「大体の部分的配列同一性」または
「大体部分的に同一」が使用されるのは、核酸分子の一部が別の核酸分子の少な
くとも一部とほぼ同一であるときである。本書で用いられる「同一性」または「
同一」は、核酸の塩基組成を指し、他の成分、例えば一つ以上の糖、および一つ
以上のリン酸塩から成ること、あるいは他の置換された部分を有することがある
バックボーンなどではない。
As used herein, "roughly identical" or "approximately identical" refers to a characteristic of a polynucleotide sequence, where the polynucleotide is at least 30 percent sequence identity, preferably at least 50-60. It consists of sequences having a percent sequence identity, more usually at least 60 percent sequence identity, which is compared to the reference sequence over a comparative range of at least 20 nucleotide positions, and often over a range of at least 25 to 50 nucleotides. Where, the percent sequence identity is calculated by comparing the reference sequence with a polynucleotide sequence that may contain a total of 20 percent or less of the reference sequence over the comparison range. "Approximately partial sequence identity" or "substantially identical" is used when a portion of a nucleic acid molecule is substantially identical to at least a portion of another nucleic acid molecule. "Identity" or "as used in this document
"Identical" refers to the base composition of nucleic acids, not the backbone that may consist of other components, such as one or more sugars, and one or more phosphates, or may have other substituted moieties. .

【0048】 「突然変異」は、標準野生型配列に関してのゲノムでの変化である。突然変異
は、ゲノムのある位置での核酸配列の欠失、挿入または転位であり得、また「点
突然変異」と称される、ゲノムのある位置での単一塩基の変化でもあり得る。突
然変異は、遺伝し得るし、また個体の寿命の間に1つ以上の細胞に発生すること
がある。
A “mutation” is a change in the genome with respect to a canonical wild-type sequence. Mutations can be deletions, insertions or transpositions of nucleic acid sequences at certain positions in the genome, and can also be single base changes at certain positions in the genome, referred to as "point mutations." Mutations can be inherited and can occur in one or more cells during the life of an individual.

【0049】 「ハイブリダイゼーション」は、一本鎖核酸または核酸の一本鎖部分の、塩基
対形成のプロセスであり、二本鎖核酸または核酸分子の二本鎖部分を作り出す。
“Hybridization” is the process of base pairing of single-stranded nucleic acids or single-stranded portions of nucleic acids to create double-stranded portions of double-stranded nucleic acids or nucleic acid molecules.

【0050】 「単一ヌクレオチド多形性」または「SNP」は、同じ種の別個の個体から単
離した核酸の塩基組成において異なる核酸配列の位置である。
“Single nucleotide polymorphisms” or “SNPs” are positions of nucleic acid sequences that differ in the base composition of nucleic acids isolated from separate individuals of the same species.

【0051】 「機能可能に連結した」は並置させることを指すが、ここではそのように記載
された構成要素が、その意図された仕方で機能することを可能にする関係にある
。例えば、コード配列に機能可能に連結したプロモーターまたはエンハンサーま
たはその他の調節配列のような制御配列は、コード配列の発現が制御配列と比較
しうる条件下で達成されるように、位置づけられる。
“Operably linked” refers to juxtaposition, but here is a relationship that allows components as so described to function in their intended manner. For example, a control sequence, such as a promoter or enhancer or other regulatory sequence operably linked to the coding sequence, is positioned such that expression of the coding sequence is achieved under conditions comparable to the control sequences.

【0052】 薬物代謝に関与したタンパク質などの、ポリペプチドまたはタンパク質をコー
ドする核酸分子について機能可能な制御配列という意味における「機能可能な」
とは、機能可能に連結されているような適切な立体構造で、または制御配列への
適切な立体構造における適切なモジュレーターの結合のような適切な条件での、
かかるポリペプチドまたはタンパク質の発現を調節する制御配列の能力を指す。
“Functional” in the sense of a control sequence that is functional for a nucleic acid molecule that encodes a polypeptide or protein, such as a protein involved in drug metabolism
Is in an appropriate conformation such that it is operably linked, or under appropriate conditions such as attachment of an appropriate modulator in an appropriate conformation to a control sequence,
Refers to the ability of regulatory sequences to regulate the expression of such polypeptides or proteins.

【0053】 「プロモーター」は核酸分子を指すが、それは転写を開始するためのRNAポ
リメラーゼが結合する、DNAにあるようなものである。プロモーターは遺伝子
制御領域の成分と見なすことができるが、該遺伝子制御領域には転写因子とポリ
メラーゼが転写を制御するために集まっている。
“Promoter” refers to a nucleic acid molecule, such as in DNA, to which an RNA polymerase binds to initiate transcription. Although a promoter can be regarded as a component of a gene control region, a transcription factor and a polymerase gather in the gene control region to control transcription.

【0054】 「エンハンサー」は調節核酸分子を指すが、遺伝子調節タンパク質が結合する
ことで、構造遺伝子の転写率に影響し得るDNA配列などである。エンハンサー
の例に含まれるのは、ベータ−ガラクトシダーゼの発現に影響するLacZ遺伝
子の調節領域に付着するGAL4タンパク質である。別の例はプレグナンX受容
体(PXR)であるが、該受容体は酵素CYP3A4の転写率を調節するPXR
EまたはXREMと呼ばれるDNA配列に結合する。さらに別の例はAh受容体
(AhR)で、DRE、ダイオキシン応答配列、と呼ばれるある特定のDNA配
列に結合するが、該配列は転写率を調節するためのCYPs1A1および1A2
の調節領域内にある。
“Enhancer” refers to a regulatory nucleic acid molecule, such as a DNA sequence that can influence the transcription rate of a structural gene by binding a gene regulatory protein. Included as an example of an enhancer is the GAL4 protein attached to the regulatory region of the LacZ gene, which affects the expression of beta-galactosidase. Another example is the pregnane X receptor (PXR), which regulates the transcription rate of the enzyme CYP3A4.
It binds to a DNA sequence called E or XREM. Yet another example is the Ah receptor (AhR), which binds to a specific DNA sequence called the DRE, dioxin responsive element, which sequences regulate CYPs1A1 and 1A2.
Within the regulatory domain of.

【0055】 「薬物代謝に関与したタンパク質」は、タンパク質またはポリペプチドを指す
が、例えば、代謝あるいは、薬物などの生体異物の代謝を調節できるタンパク質
である。かかる調節に含まれるのは、触媒反応および共有または非共有結合を介
した生体異物の化学的構造の変化、細胞に出入りする生体異物の透過性の改変、
または細胞に出入りする生体異物の輸送である。
“Protein involved in drug metabolism” refers to a protein or polypeptide, and is, for example, a protein capable of regulating metabolism or metabolism of xenobiotic substances such as drugs. Included in such regulation are changes in the chemical structure of the xenobiotics via catalytic reactions and covalent or non-covalent binding, alteration of the permeability of xenobiotics in and out of cells,
Or it is the transport of xenobiotics in and out of cells.

【0056】 「薬物代謝酵素」は酵素タンパク質を指し、これは宿主にとって異物である薬
物などの生体異物の共有原子価の変更を触媒する。かかる共有原子価の変更は任
意であるが、好適には酸化または共役反応である。酸化反応では一般的に、水溶
性の代謝産物または水溶性が増した代謝産物となる。例えばCYP3A4は、薬
物エリスロマイシンを脱メチル化した代謝産物に代謝して、その極性を増す。グ
ルクロノシルトランスフェラーゼ1(UGT1)は、グルクロニドをアセトアミ
ノフェンに添加して、その極性を増すようにする。CYP2C19は、ヒドロキ
シル基を抗てんかん剤に導入して、S−メフェニトインを代謝する。一般的に、
生体異物の極性を増すことによって、修飾された生体異物は、尿などを介して、
被験体からもっと除去されやすくなる。
“Drug-metabolizing enzyme” refers to an enzymatic protein, which catalyzes the modification of the covalent valence of xenobiotics such as drugs that are foreign to the host. Such change in covalent valence is optional, but is preferably an oxidation or conjugation reaction. Oxidation reactions generally result in water-soluble or increased water-soluble metabolites. For example, CYP3A4 metabolizes the drug erythromycin into a demethylated metabolite, increasing its polarity. Glucuronosyl transferase 1 (UGT1) adds glucuronide to acetaminophen to increase its polarity. CYP2C19 introduces a hydroxyl group into antiepileptic drugs to metabolize S-mephenytoin. Typically,
By increasing the polarity of xenobiotics, the modified xenobiotics are
More easily removed from the subject.

【0057】 「レポーター遺伝子」は、アッセイによってすぐに検出されるタンパク質をコ
ードするDNAのような、核酸分子の領域を指す。この領域は、通常の遺伝子コ
ード領域に置き換えることができる。例えば、ルシフェラーゼ遺伝子は、照度計
によって検出できる発光生成物を生成することができる、ルシフェラーゼタンパ
ク質をコードする。LacZ遺伝子はベータ−ガラクトシダーゼタンパク質をコ
ードするが、該ベータ−ガラクトシダーゼは、適切な酵素基質の存在下で色測定
または蛍光測定で検出できる着色した形態に、特定の基質を変換できるものであ
る。クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)はクロラムフ
ェニコールを代謝する酵素であり、この反応の結果は放射測定のTLC分析によ
って視覚化できる。
“Reporter gene” refers to a region of a nucleic acid molecule, such as DNA, that encodes a protein that is readily detected by the assay. This region can be replaced with the normal gene coding region. For example, the luciferase gene encodes a luciferase protein capable of producing a luminescent product that can be detected by a luminometer. The LacZ gene encodes a beta-galactosidase protein, which is capable of converting a particular substrate into a colored form that can be detected colorimetrically or fluorometrically in the presence of a suitable enzyme substrate. Chloramphenicol acetyltransferase (CAT) is an enzyme that metabolizes chloramphenicol and the results of this reaction can be visualized by radiometric TLC analysis.

【0058】 「細胞内受容体」は細胞内に存在するポリペプチドまたはタンパク質を指すが
、これらはリガンドなどの細胞外シグナル分子などの分子と結合し、細胞内での
応答を開始する。細胞内受容体の例には、Ah受容体またはPXRが含まれる。
“Intracellular receptor” refers to a polypeptide or protein that is present within a cell, where it binds molecules such as extracellular signal molecules such as ligands and initiates an intracellular response. Examples of intracellular receptors include Ah receptor or PXR.

【0059】 「ホルモン受容体」は、形質膜を介して細胞内に拡散するホルモンに結合する
、ステロイドホルモン受容体を指す。甲状腺ホルモンまたはビタミンDの受容体
のようなステロイド受容体は、そのリガンドと結合し、ついでリガンドが調節す
る遺伝子内で特定のDNA配列に結合する。例に含まれるのは、エストロゲン受
容体、プロゲステロン受容体またはコルチゾール受容体である。
“Hormonal receptor” refers to a steroid hormone receptor that binds to hormones that diffuse into the cell through the plasma membrane. Steroid receptors, such as thyroid hormone or vitamin D receptors, bind their ligands and then to specific DNA sequences within the genes they regulate. Examples include estrogen receptors, progesterone receptors or cortisol receptors.

【0060】 「トランスポーター」は形質膜内のタンパク質を指し、細胞膜を通って、分子
を運ぶか別の方向に振り向ける。トランスポーターとなり得るのは、特定のリガ
ンドに対して特異的なトランスポーター、リガンド群に対する一般的なトランス
ポーター、ATPまたは起電力のようなエネルギーを用いる能動的なトランスポ
ーター、または細胞のエネルギーを使用しない受動的なトランスポーターである
。分子は、トランスポーターとそれが置かれた条件に依存して、細胞の内外に輸
送されることができる。例に含まれるのは、ナトリウム−カリウムATPアーゼ
および細胞内から細胞外に薬物代謝産物を輸送するP−糖タンパク質(MDR1
)である。
“Transporter” refers to a protein within the plasma membrane that carries or otherwise diverts a molecule across the cell membrane. The transporter can be a specific transporter for a specific ligand, a general transporter for a group of ligands, an active transporter using energy such as ATP or electromotive force, or the energy of cells. Not a passive transporter. Molecules can be transported in and out of cells, depending on the transporter and the conditions in which it is placed. Examples include sodium-potassium ATPase and P-glycoprotein (MDR1), which transports drug metabolites from intracellular to extracellular.
).

【0061】 「転写因子」は、任意のポリペプチドまたはタンパク質を指し、これらは真核
細胞などであるがそれに限定されない細胞内で、転写を開始もしくは調節できる
ものである。これらに含まれるのは、エンハンサーに結合する遺伝子調節タンパ
ク質、およびこのような特異的な仕方で作用しない一般的な転写因子である。転
写因子の例に含まれるのは、TFIID、一般的な転写因子、またはPXRなど
の特定の受容体である。HNF1は、組織特異的な方法で遺伝子の発現を調節す
る、別の転写因子である。
“Transcription factor” refers to any polypeptide or protein that is capable of initiating or regulating transcription in cells such as, but not limited to, eukaryotic cells. Included among these are gene regulatory proteins that bind to enhancers, and common transcription factors that do not act in this specific manner. Examples of transcription factors include TFIID, common transcription factors, or specific receptors such as PXR. HNF1 is another transcription factor that regulates gene expression in a tissue-specific manner.

【0062】 化合物と結合される細胞内受容体、トランスポーターまたは転写因子のような
ポリペプチドの意味で「結合」されるとは、ポリペプチドと化合物が結合すると
複合体の活性が個々の要素の活性と異なるように接触している、これらの要素を
指す。
“Binding” in the sense of a polypeptide, such as an intracellular receptor, transporter or transcription factor, that is bound to a compound means that when the polypeptide and compound bind, the activity of the complex is dependent on the individual elements. Refers to those elements that are in contact differently than their activity.

【0063】 「機能可能に結合する」とはある要素が別の要素に結合されることであり、こ
こで結果として複合体がある機能を果たすことができる。例えば、ポリペプチド
は化合物に結合することができ、また結果として生じる複合体は制御配列と機能
可能に結合して、このような制御配列に機能可能に連結した遺伝子の発現を調節
できるようにする。
By “operably linked” is meant the binding of one element to another, where the resulting complex can perform a function. For example, a polypeptide can bind to a compound, and the resulting complex operably binds to regulatory sequences so that expression of a gene operably linked to such regulatory sequences can be regulated. .

【0064】 「化合物」は、任意の化学物質、試験化学物質、薬物、新規化学物質(NCE
)または他の部分を指す。例えば、化合物は、ヒトを含む哺乳類などの被験体に
通常存在しない異物の化学物質(生体異物)とすることができる。化合物は、ヒ
トを含む哺乳類などの生物システムに通常存在し、および合成される、内因性化
学物質とすることもできる。一つの態様においては、酵素による化合物の酸化で
は、一般的にもっと水溶性の、容易に排泄できるものが生成する。例に含まれる
のは、食品添加物、ステロイドホルモンおよび薬物である。
“Compound” means any chemical substance, test chemical substance, drug, new chemical substance (NCE
) Or other parts. For example, the compound can be a foreign substance (xenobiotic) that is not normally present in a subject, such as a mammal, including a human. The compounds can also be endogenous chemical substances that are normally present in and synthesized in biological systems such as mammals, including humans. In one embodiment, enzymatic oxidation of compounds produces generally more water soluble, easily excreted compounds. Examples include food additives, steroid hormones and drugs.

【0065】 「誘導する」とは、化合物がないときのそのようなポリペプチドの発現量に対
しての、化合物があるときの、薬物代謝に関与した酵素のような、酵素などのポ
リペプチドの発現の増加を指す。例として、化合物、例えば試験化合物、例えば
薬物は、P450酵素の発現を誘導して、化合物が存在するときに生成したP4
50酵素の量が、化合物がないときに生成したP450酵素の量より多くなるよ
うにする。
“Induce” refers to a polypeptide, such as an enzyme, such as an enzyme involved in drug metabolism in the presence of a compound, relative to the expression level of such polypeptide in the absence of the compound. Refers to increased expression. By way of example, a compound, eg, a test compound, eg, a drug, induces expression of the P450 enzyme, producing P4 produced in the presence of the compound.
Ensure that the amount of 50 enzyme is greater than the amount of P450 enzyme produced in the absence of compound.

【0066】 「P450」は、薬物、およびステロイドホルモンなどの内因性物質のような
、生体異物の触媒酸化に関与したヘム含有モノオキシゲナーゼスーパーファミリ
ーのメンバーを指す。例に含まれるのは、CYP2C9、CYP3A4およびC
YP1A2であるが、これらに限定されるものではない。
“P450” refers to a member of the heme-containing monooxygenase superfamily involved in the catalytic oxidation of xenobiotics, such as drugs and endogenous substances such as steroid hormones. Examples include CYP2C9, CYP3A4 and C
YP1A2, but is not limited to these.

【0067】 「グルクロニルトランスフェラーゼ」または「UGTs」は、グルクロン酸抱
合に関与したポリペプチドとタンパク質を指し、該グルクロン酸抱合は主要な経
路で、多くの親油性生体異物と内因性物質を、より水溶性の化合物へ排出するの
を促進する。UDP−グルクロノシルトランスフェラーゼファミリーは、受容体
化合物への糖ヌクレオチドのグリコシル基のグルクロン酸抱合を触媒するが、そ
れはベータ−D−グルクロニド産物の形成を伴う、酸素、窒素、硫黄、および炭
素の求核官能基においてである。35を超える様々なUGT遺伝子産物が周知で
あるが、これらは、配列同一性に基づいて、UGT1とUGT2の二つのサブフ
ァミリーに分割された。例に含まれるのは、UGT1A2、UGT2B7および
UGT1A8である。
“Glucuronyl transferases” or “UGTs” refer to the polypeptides and proteins involved in glucuronidation, which is the major pathway for many lipophilic xenobiotics and endogenous substances, Promotes excretion into more water-soluble compounds. The UDP-glucuronosyltransferase family catalyzes the glucuronidation of glycosyl groups of sugar nucleotides to acceptor compounds, which are oxygen, nitrogen, sulfur, and carbon auxotrophies with formation of beta-D-glucuronide products. In the nuclear functional group. Although over 35 different UGT gene products are well known, they have been divided into two subfamilies, UGT1 and UGT2, based on sequence identity. Included in the examples are UGT1A2, UGT2B7 and UGT1A8.

【0068】 「グルタチオントランスフェラーゼ」は、肝細胞のサイトゾルに広く見いださ
れる可溶性タンパク質の、酵素を指す。これら酵素は、多種多様な化合物の内因
性トリペプチド、グルタチオンとの抱合を触媒する。サイトゾルのグルタチオン
S−トランスフェラーゼは、アルファ、ミュー、パイおよびシータと名付けられ
た四つのファミリーに分割され、それぞれ異なるがときには重複する基質特異性
を有する。また、例えば小胞体(ER)に存在する、ミクロソームグルタチオン
トランスフェラーゼもある。例に含まれるのは、GST(ミュー)およびGST
(アルファ)であるが、これらに限定されるものではない。
“Glutathione transferase” refers to the enzyme, a soluble protein widely found in the cytosol of hepatocytes. These enzymes catalyze the conjugation of a wide variety of compounds with the endogenous tripeptide glutathione. Cytosolic glutathione S-transferases are divided into four families named alpha, mu, pie and theta, each with different but sometimes overlapping substrate specificities. There are also microsomal glutathione transferases, which are present in the endoplasmic reticulum (ER), for example. Examples include GST (mu) and GST
(Alpha), but is not limited to these.

【0069】 「スルホトランスフェラーゼ」は、薬物と内因性化合物を含む構造的に多様な
生体異物の硫酸化を触媒する酵素のような、ポリペプチドまたはタンパク質を指
す。これらの反応に関わるのは、3’−ホスホアデノシン5’−ホスホ硫酸塩(
PAPS)から、硫酸エステルおよびスルファミン酸を形成する受容体分子のヒ
ドロキシル/アミノ基への、スルフリル基の転移である。硫酸抱合は一般的に、
水溶性代謝産物を産生し解毒する。硫酸化も、内因性ホルモンのステロイド生合
成、不活性化、および排泄の調節に重要な要素である。これらの酵素のいくつか
のアイソフォームは、ヒトに存在する。例に含まれるのは、hHST、hP−P
STおよびhM−PSTであるが、それらに限定されるものではない。
“Sulfotransferase” refers to a polypeptide or protein such as an enzyme that catalyzes the sulfation of structurally diverse xenobiotics, including drugs and endogenous compounds. Involved in these reactions is 3'-phosphoadenosine 5'-phosphosulfate (
(PAPS) to the hydroxyl / amino group of the acceptor molecule forming sulfate and sulfamic acid, the transfer of the sulfuryl group. Sulfate conjugation is generally
Produces water-soluble metabolites and detoxifies. Sulfation is also an important element in the regulation of steroid biosynthesis, inactivation, and excretion of the endogenous hormone. Several isoforms of these enzymes exist in humans. Examples include hHST, hP-P
ST and hM-PST, but not limited thereto.

【0070】 「N−アセチルトランスフェラーゼ」は、アリールアミン類をアセチル基に抱
合させる酵素のような、タンパク質またはポリペプチドを指す。この酵素ファミ
リーには別個の遺伝子がある。例えば、NAT1とNAT2は、ヒトにおいてN
−アセチルトランスフェラーゼ活性をコードする。NAT1活性がヒトの組織内
に同一の形式で分配されているのに対し、NAT2は多形性を示し、アセチル化
が表現的に遅い、および速い人の検出を可能にする。アリールアミン類のN−ア
セチル化は、肝臓で発生する代謝活性化過程である、N−酸化のための競合する
経路を示す。複素環式アミンは、NAT2トランスフェラーゼによるアセチル化
によって活性化される。
“N-Acetyltransferase” refers to a protein or polypeptide, such as an enzyme that conjugates arylamines to an acetyl group. There are distinct genes in this enzyme family. For example, NAT1 and NAT2 are N
-Encodes acetyltransferase activity. NAT1 activity is distributed in human tissues in an identical fashion, whereas NAT2 is polymorphic, allowing the detection of humans that are phenotypically slow and fast in acetylation. N-acetylation of arylamines represents a competing pathway for N-oxidation, a metabolic activation process that occurs in the liver. Heterocyclic amines are activated by acetylation by NAT2 transferase.

【0071】 「P−糖タンパク質」または「Pgp」は、MDR1遺伝子産物を指す。その
機能は、細胞膜を通して薬物とステロイドを輸送することである。Pgpは、C
YP3A誘導の大きさの決定因子であり得る。Pgpは、PXRリガンド相互作
用、およびステロイドと生体異物に対するCYP3A誘導応答に影響する場合が
ある。
“P-glycoprotein” or “Pgp” refers to the MDR1 gene product. Its function is to transport drugs and steroids across cell membranes. Pgp is C
It may be a determinant of the magnitude of YP3A induction. Pgp may affect PXR ligand interactions and CYP3A-induced responses to steroids and xenobiotics.

【0072】 「酵素」は、触媒活性を有するポリペプチドを指す。検出可能な酵素は、適切
な基質に作用したときに、検出可能な生成物を産生するであろう酵素である。検
出可能な生成物が好適に検出されるのは、光学的に、例えば、蛍光、発光または
化学発光のようなその放出を介して、あるいは色、例えば色素体の形成によって
である。推奨される検出可能な酵素に含まれるのは、ベータ−ラクタマーゼ、ル
シフェラーゼおよびベータ−ガラクトシダーゼであるが、それらに限定されるも
のではない。
“Enzyme” refers to a polypeptide having catalytic activity. A detectable enzyme is an enzyme that will produce a detectable product when it acts on a suitable substrate. The detectable product is preferably detected optically, eg via its emission such as fluorescence, luminescence or chemiluminescence, or by the formation of a color, eg a plastid. Recommended detectable enzymes include, but are not limited to, beta-lactamase, luciferase and beta-galactosidase.

【0073】 「検出可能なタンパク質」は、検出可能な物理特性を有するポリペプチドであ
る。推奨される検出可能なタンパク質は、本来蛍光性のタンパク質の、グリーン
蛍光タンパク質(GFP)、SPAPレニラ蛍光タンパク質およびそれらの誘導
体である。
A “detectable protein” is a polypeptide that has detectable physical properties. Recommended detectable proteins are the naturally fluorescent proteins, green fluorescent protein (GFP), SPAP renilla fluorescent protein and their derivatives.

【0074】 「染色体外因子」は、細胞に存在するとき、そのような細胞のゲノムに組み込
まれない、核酸分子を指す。染色体外因子の例に含まれるのは、プラスミドおよ
び酵母人工染色体(YACs)である。
“Extrachromosomal factor” refers to a nucleic acid molecule that, when present in a cell, does not integrate into the genome of such cell. Examples of extrachromosomal factors include plasmids and yeast artificial chromosomes (YACs).

【0075】 核酸分子の関連における細胞の「染色体内」とは、核酸分子が、染色体外因子
であることではなく、細胞の染色体またはゲノム内にあることを指す。細胞の染
色体内の核酸分子は、相同的組換えまたはその他の方法によって、ゲノムに「挿
入」できるか、あるいは「染色体に内在」することができる。染色体に内在して
いる場合、核酸分子は、その元の遺伝子座において染色体内に存在する。
“Intrachromosomal” in the context of a nucleic acid molecule refers to the nucleic acid molecule being within the chromosome or genome of the cell rather than being an extrachromosomal element. Nucleic acid molecules within a cell's chromosome can be "inserted" into the genome or "chromosomally internalized" by homologous recombination or other methods. When internalized to a chromosome, the nucleic acid molecule is intrachromosomal at its original locus.

【0076】 「直接的に」現象を実現する、ないし構造体を形成するとは、中間過程または
中間構造体を持たないことである。例えば、ABを形成するAおよびBは直接相
互作用するが、それはAとBの間に構造体がないからである。また、Eを形成す
るために反応するCおよびDは、直接相互に作用してEを形成するが、それはE
を形成するCとDの反応の間に、中間過程がないからである。
To realize the phenomenon “directly” or to form a structure is to have no intermediate process or intermediate structure. For example, A and B forming AB interact directly because there is no structure between A and B. Also, C and D, which react to form E, interact directly to form E, which is
This is because there is no intermediate process between the reaction of C and D forming

【0077】 「間接的に」現象を実現する、ないし構造体を形成するとは、中間過程または
中間構造体を有することである。例えば、ABCを形成するAおよびBは、間接
的に相互作用するAとBを有するが、それはAとBの間に構造体があるからであ
る。また、Iを形成するためにHと反応するGを形成するEおよびFは、EとF
からのIの間接形成であるが、それはIを形成するプロセスに中間過程を伴うか
らである。
“Indirectly” realizing a phenomenon or forming a structure means having an intermediate process or an intermediate structure. For example, A and B forming ABC have indirectly interacting A and B because there is a structure between A and B. Also, E and F forming G that react with H to form I are E and F
Is an indirect formation of I from, because the process of forming I involves intermediate steps.

【0078】 「細胞」は、任意の細胞、例えば原核細胞または真核細胞である。ある細胞は
、好適には真核細胞であり、好適には多細胞生物からのものであるが、酵母また
は自由生活真核生物のような単細胞生物でもよい。ある細胞は、動物またはヒト
などの生物から得ることができ、および初代培養内、あるいは細胞系の場合のよ
うに連続培養内で提供することができる。ある細胞は集団の一部とすることがで
きるが、該集団は例えば、同じ組織または器官からの細胞のような、類似した細
胞の集団、あるいは細胞のクローン集団にあるような実質上同一の細胞などであ
る。細胞は、適切な生物から得ることができるが、それは例えば通常のサンプリ
ング、例えば通常の方法を用いる組織回収のための生検、あるいは血液などの体
液の回収を通じてである。細胞は、好適には哺乳類の細胞であり、好適にはヒト
の細胞であるが、その限りである必要はない。細胞はまた好適には、酵素の比較
的高レベルの発現を本来的に示す組織に由来するものであるが、該酵素は、肝臓
、腸、肺、腎臓などの、またそれらに限定されない薬物代謝に関与する。細胞は
また形質転換細胞であってもよく、該細胞は、例えば染色体外因子の導入または
細胞の染色体への核酸分子の組み込みのような、遺伝子工学プロセスによって遺
伝子的に改変された細胞である。
“Cell” is any cell, eg, a prokaryotic cell or a eukaryotic cell. A cell is preferably a eukaryotic cell, preferably from a multicellular organism, but may be a unicellular organism such as yeast or a free-living eukaryotic organism. Certain cells can be obtained from organisms such as animals or humans and can be provided in primary culture, or in continuous culture as in cell lines. Although a cell may be part of a population, the population may be a population of similar cells, such as cells from the same tissue or organ, or substantially the same cells as in a clonal population of cells. And so on. The cells can be obtained from a suitable organism, eg, via conventional sampling, eg, biopsy for tissue recovery using conventional methods, or recovery of body fluids such as blood. The cells are preferably mammalian cells, preferably human cells, but need not be so. The cells are also preferably derived from a tissue that naturally exhibits relatively high levels of expression of the enzyme, although the enzyme may be a drug metabolizer such as, but not limited to, liver, intestine, lung, kidney. Get involved in. The cell may also be a transformed cell, which is a cell that has been genetically modified by a genetic engineering process such as, for example, the introduction of extrachromosomal factors or the integration of nucleic acid molecules into the chromosome of the cell.

【0079】 「ハイスループットスクリーニング」は、薬物のような試験化合物などの、化
合物の活性によるスクリーニング方法を指し、一日あたり約5検定またはサンプ
ルと一日あたり約10,000検定またはサンプルの間、好適には一日あたり約
10検定またはサンプルと一日あたり約1,000検定またはサンプルの間、さ
らに好適には一日あたり約15と約500の間の検定またはサンプル、という進
度で行われる。
“High throughput screening” refers to a method of screening by activity of a compound, such as a test compound such as a drug, between about 5 assays or samples per day and about 10,000 assays or sample per day. Preferably, it is performed at a rate of between about 10 assays or samples per day and about 1,000 assays or samples per day, more preferably between about 15 and about 500 assays per day.

【0080】 序論 本発明は、化学物質や薬物のようなタンパク質発現を変化させる化合物を識別
するための、改良された細胞と方法を提供する。本発明は他の利点も提供する。
INTRODUCTION The present invention provides improved cells and methods for identifying compounds that alter protein expression, such as chemicals and drugs. The present invention also provides other advantages.

【0081】 本発明の範囲の非制限的な導入として、本発明は以下を含むいくつかの一般的
かつ有益な態様を含んでいる: 1)薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に機能可能なプロモー
ターまたはエンハンサーとレポーター遺伝子を含む第一の核酸分子;および細胞
内受容体または転写因子をコードする第二の核酸を有する細胞であって、細胞内
受容体または転写因子がある化合物と接触し、あるいは化合物によって直接また
は間接に活性化され、あるいは化合物によって直接または間接に調節されたとき
に、細胞内受容体または転写因子が、プロモーターまたはエンハンサーと機能可
能に結合し、前記レポーター遺伝子が発現できるようにする細胞;および 2)薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の発現を誘導する特性に
ついて化合物を評価する方法において、試験化合物を提供し;試験化合物を本発
明の細胞と接触させ;そして前記レポーター遺伝子の発現を検出することから成
る方法。
As a non-limiting introduction to the scope of the invention, the invention includes several general and beneficial aspects including: 1) Functioning on nucleic acid molecules encoding proteins involved in drug metabolism. A cell having a first nucleic acid molecule containing a possible promoter or enhancer and a reporter gene; and a second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor, wherein the cell is contacted with a compound having the intracellular receptor or transcription factor Or a compound is directly or indirectly activated, or is directly or indirectly regulated by a compound, an intracellular receptor or transcription factor is operably linked to a promoter or enhancer, and the reporter gene is expressed. Cells that allow; and 2) expression of genes encoding proteins involved in drug metabolism Method consisting in detecting and expression of the reporter gene; in a method of evaluating a compound for inducing properties, providing a test compound; contacting a test compound with a cell of the present invention.

【0082】 本発明のこれらの態様、ならびに本書に記載の他の態様は、本発明の方法、製
品および化合物を用いて達成できる。本発明の範囲の完全な真価を理解するため
に、さらに本発明の様々な態様を、本発明の所望の実施態様を作るように、組み
合わせられることが容認されるだろう。
These aspects of the invention, as well as others described herein, can be achieved using the methods, products and compounds of the invention. It will be appreciated that, in order to appreciate the full value of the scope of the invention, further various aspects of the invention can be combined to make a desired embodiment of the invention.

【0083】 I.試験化合物によって高められたタンパク質発現を評価するための細胞 本発明が含む細胞には、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子
に機能可能なプロモーターまたはエンハンサーとレポーター遺伝子を含む第一の
核酸分子;および細胞内受容体または転写因子をコードする第二の核酸が含まれ
、細胞内受容体または転写因子が化合物と結合したとき、細胞内受容体または転
写因子が、プロモーターまたはエンハンサーと機能可能に結合し、レポーター遺
伝子が発現できるようにする。
I. Cells for Evaluating Protein Expression Enhanced by Test Compound The cells contained in the present invention include a first nucleic acid molecule containing a promoter or enhancer capable of functioning with a nucleic acid molecule encoding a protein involved in drug metabolism and a reporter gene. And a second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor, the intracellular receptor or transcription factor being operable with a promoter or enhancer when the intracellular receptor or transcription factor binds to the compound; Bind and allow the reporter gene to be expressed.

【0084】 第一の核酸分子 細胞が含む第一の核酸分子は、酵素とトランスポーターを含む薬物代謝に関与
したタンパク質をコードする、核酸分子に機能可能なプロモーターまたはエンハ
ンサーとレポーター遺伝子を含む。プロモーターまたはエンハンサーは、レポー
ター遺伝子に機能可能に連結されている。このようにして、プロモーターまたは
エンハンサーが(受容体/化合物複合体の結合などによって)活性化されたとき
、レポーター遺伝子が発現する。レポーター遺伝子が検出レベル以上で発現した
場合には、プロモーターまたはエンハンサーが活性化したとされる。
First Nucleic Acid Molecule The first nucleic acid molecule contained in the cell contains a promoter or enhancer capable of functioning in the nucleic acid molecule and a reporter gene encoding a protein involved in drug metabolism including an enzyme and a transporter. The promoter or enhancer is operably linked to the reporter gene. In this way, the reporter gene is expressed when the promoter or enhancer is activated (such as by binding the receptor / compound complex). When the reporter gene is expressed at the detection level or higher, it is considered that the promoter or enhancer is activated.

【0085】 第一の核酸分子は、好適には二本鎖DNAであるが、その限りである必要はな
い。第一の核酸分子は、染色体外、または細胞の染色体内とすることができる。
染色体外因子に含まれるのは、ベクター、ウィルス、プラスミド、YACsおよ
び線状核酸分子であるが、それらに限定されない。レポーター遺伝子に機能可能
に連結したプロモーターまたはエンハンサーのような第一の核酸分子の特性を有
する、このようなプラスミド、YACsおよび線状核酸分子を調製する方法は、
この技術において周知である。例えば、薬物代謝に関与したタンパク質をコード
する核酸分子に機能可能なプロモーターまたはエンハンサーをコードする核酸分
子は、この技術において周知であり、たいていの場合商業的に入手可能であり、
PCR,制限酵素、消化および化学合成を含む通常の方法によって、調製または
クローニングすることができる。これらのプロモーターまたはエンハンサーをレ
ポーター遺伝子に機能可能に連結させられるのは、プロモーターまたはエンハン
サーが活性化されたときに、レポーター遺伝子が発現するようにする通常の方法
を用いてである。この構造は、ついでプラスミド、ウィルスベクター、YACs
および線状核酸分子などの、しかしこれらに限定されない適切なベクターに、ク
ローニングさせることができる。これらのベクターはついで、細胞または細胞集
団の形質転換に使用することができる。かかる形質転換はこの技術分野で周知で
あり、エレクトロポレーション、ウィルス伝染性、微小投射物衝撃、または細胞
による核酸分子の受動的取り込みなどがある。
The first nucleic acid molecule is preferably double-stranded DNA, but need not be so. The first nucleic acid molecule can be extrachromosomal or intracellular in the cell.
Extrachromosomal factors include, but are not limited to, vectors, viruses, plasmids, YACs and linear nucleic acid molecules. Methods of preparing such plasmids, YACs and linear nucleic acid molecules having the properties of the first nucleic acid molecule, such as a promoter or enhancer operably linked to a reporter gene, are described in
Well known in the art. For example, nucleic acid molecules that encode promoters or enhancers that are functional to nucleic acid molecules that encode proteins involved in drug metabolism are well known in the art, and are often commercially available,
It can be prepared or cloned by conventional methods including PCR, restriction enzymes, digestion and chemical synthesis. These promoters or enhancers can be operably linked to a reporter gene using conventional methods that allow the reporter gene to be expressed when the promoter or enhancer is activated. This structure is then transformed into plasmids, viral vectors, YACs.
And into suitable vectors such as, but not limited to, linear nucleic acid molecules. These vectors can then be used to transform cells or cell populations. Such transformations are well known in the art and include electroporation, viral transmission, microprojectile bombardment, or passive uptake of nucleic acid molecules by cells.

【0086】 第一の核酸分子が、CMVプロモーター、MMTVプロモーターまたはSV4
0プロモーターのような構成プロモーターなどの、プロモーターに機能可能に連
結された選択マーカーをコードする遺伝子を含むとき、核酸分子および機能可能
な核酸分子を取り込む細胞は選択されうる。好ましい選択マーカーは抗生物質耐
性を有し、そのため、かかる第一の核酸分子を持たない細胞がこのような抗生物
質に感受性があるのに対し、機能可能な第一の核酸分子を有する細胞は特定の抗
生物質に耐性がある。このようにして、選択マーカーを発現する第一の核酸分子
を有する細胞は、選択され、および濃縮されることができる。選択的な選択マー
カーが含むのは、例えばグリーン蛍光タンパク質(GFP)またはその誘導体な
どの蛍光タンパク質、または、ベータ−ラクタマーゼのような蛍光基質または生
成物の形成または変換を触媒する酵素である。これらの条件下で、蛍光活性化細
胞選別装置(FACS)を用いて、所望の蛍光特性を有する細胞を単離すること
ができる。
The first nucleic acid molecule is a CMV promoter, MMTV promoter or SV4
Cells containing a nucleic acid molecule and a functional nucleic acid molecule can be selected when they contain a gene encoding a selectable marker operably linked to the promoter, such as a constitutive promoter such as the 0 promoter. A preferred selectable marker is antibiotic resistance, such that cells without such a first nucleic acid molecule are susceptible to such antibiotic, whereas cells with a functional first nucleic acid molecule are specific. Resistant to antibiotics. In this way, cells carrying the first nucleic acid molecule expressing the selectable marker can be selected and enriched. Selectable selectable markers include fluorescent proteins such as, for example, green fluorescent protein (GFP) or its derivatives, or enzymes that catalyze the formation or conversion of fluorescent substrates or products such as beta-lactamase. Under these conditions, a fluorescence activated cell sorter (FACS) can be used to isolate cells with the desired fluorescence properties.

【0087】 第一の核酸分子は、染色体外にあり得るか、あるいは細胞のゲノムに組み込む
ことができる。第一の核酸が細胞のゲノムに組み込まれたとき、第一の核酸は安
定して組み込まれ、その結果、細胞は一過性トランスフェクションした細胞より
も大きな信頼性と再現性を有する。特定のベクター、例えばウィルスベクター、
特にレトロウィルスベクターは、ゲノムに組み込むことができる。また、相同組
換えを用いて細胞のゲノムへの核酸分子の挿入を促進することができるが、それ
には、2001年2月13日発行のTreco et al.,に対する米国特
許第6,187,305号,および2000年5月16日発行のTreco e
t al.,に対する米国特許第6,063,630号に記載されているような
方法を用いる。別の方法では、形質転換された核酸分子は、自発的に宿主ゲノム
に組み込むことができる。細胞のゲノムへの第一の核酸分子の組み込みは、選択
マーカーまたはレポーター遺伝子の損失について細胞をスクリーニングすること
によって監視できるが、それは一過性トランスフェクションした細胞系は、細胞
のゲノムに組み込まれなかった核酸分子を排除する傾向があるためである。した
がって、選択マーカーまたはレポーター遺伝子は、細胞系の継代の反復を通して
、経時的に喪失される傾向がおそらくあるだろう。
The first nucleic acid molecule can be extrachromosomal or can integrate into the genome of the cell. When the first nucleic acid is integrated into the cell's genome, the first nucleic acid is stably integrated so that the cell is more reliable and reproducible than the transiently transfected cells. Specific vectors, such as viral vectors,
In particular, retroviral vectors can integrate into the genome. Also, homologous recombination can be used to facilitate the insertion of nucleic acid molecules into the genome of cells, as described by Treco et al., Published Feb. 13, 2001. US Pat. No. 6,187,305 to Treco e, issued May 16, 2000.
t al. , US Pat. No. 6,063,630 to US Pat. Alternatively, the transformed nucleic acid molecule can spontaneously integrate into the host genome. Integration of the first nucleic acid molecule into the cell's genome can be monitored by screening the cell for loss of a selectable marker or reporter gene, which is transiently transfected cell lines do not integrate into the cell's genome. This is because it tends to eliminate the nucleic acid molecules. Therefore, the selectable marker or reporter gene will likely tend to be lost over time through repeated passages of the cell line.

【0088】 本発明の一つの態様において、レポーター遺伝子は細胞の染色体に内在してい
る。この場合、レポーター遺伝子は好適にはある酵素をコードするが、該酵素は
検出可能な酵素基質またはその生成物などによってすぐに決定できる。この場合
、所望のレポーター遺伝子に機能可能なプロモーターまたはエンハンサーを含む
核酸分子は、ベクター内に遺伝子操作され、そのベクターの組み込みが、レポー
ター遺伝子またはその近傍のゲノムの遺伝子座に向けられるようにされる。プロ
モーターまたはエンハンサーなどの核酸構造の組み込みは、この分野で既知の相
同組換え法を用いて方向付けることができるが、例えば2001年2月13日発
行のTreco et al.,に対する米国特許第6,187,305号およ
び2000年5月16日発行のTreco et al.,に対する米国特許第
6,063,630号に記載されていているものである。また、この分野で知ら
れている自然発生的なまたは方向付けのない組換え法も使用できる。このような
相同組換え現象のすべてが、プロモーターまたはエンハンサーとレポーター遺伝
子との間の機能可能な連結に結びつくわけではなく、したがって、細胞または細
胞集団は、このような機能可能な連結についてスクリーニングされるべきである
。例えば、現象の結果が機能可能な連結になる場合、エンハンサーまたはプロモ
ーターの活性化はレポーター遺伝子の発現に結びつくだろう。このような発現は
、適切な検出可能な酵素基質および/または生成物を用いて、監視、およびスク
リーニングすることができる。
In one embodiment of the invention, the reporter gene is internal to the cell's chromosome. In this case, the reporter gene preferably encodes an enzyme, which can be readily determined by the detectable enzyme substrate or its product and the like. In this case, a nucleic acid molecule containing a promoter or enhancer functional to the desired reporter gene is genetically engineered into the vector such that integration of the vector is directed to the reporter gene or a genomic locus in its vicinity. . Incorporation of nucleic acid structures such as promoters or enhancers can be directed using homologous recombination methods known in the art, eg, Treco et al., Published Feb. 13, 2001. No. 6,187,305 to Treco et al., Issued May 16, 2000. , US Pat. No. 6,063,630. Also, naturally occurring or undirected recombinant methods known in the art can be used. Not all such homologous recombination events result in a functional linkage between the promoter or enhancer and the reporter gene, and thus the cell or population of cells is screened for such a functional linkage. Should be. For example, activation of an enhancer or promoter will lead to expression of a reporter gene if the result of the event is a functional linkage. Such expression can be monitored and screened using appropriate detectable enzyme substrates and / or products.

【0089】 本発明の別の態様において、エンハンサーまたはプロモーターは細胞の染色体
に内在している。この場合、エンハンサーまたはプロモーターに機能可能なレポ
ーター遺伝子を含む核酸分子は、ベクター内に遺伝子操作されて、そのベクター
の組み込みが、レポーター遺伝子またはその近傍の、ゲノムの遺伝子座に向けら
れるようにする。レポーター遺伝子を含む核酸構造の組み込みは、この分野で周
知の相同組換え法を用いて方向付けることができるが、それは2001年2月1
3日発行のTreco et al.,に対する米国特許第6,187,305
号および2000年5月16日発行のTreco et al.,に対する米国
特許第6,063,630号に記載されているようなものである。このような相
同組換え現象のすべてが、プロモーターまたはエンハンサーとレポーター遺伝子
との間の機能可能な連結に結びつくわけではなく、したがって、細胞または細胞
集団は、このように機能可能な連結についてスクリーニングされるべきである。
例えば、現象の結果が機能可能な連結になる場合、エンハンサーまたはプロモー
ターの活性化は、レポーター遺伝子の発現に結びつくだろう。このような発現は
、適切な検出可能な酵素基質および/または生成物を用いて、監視、およびスク
リーニングすることができる。
In another aspect of the invention, the enhancer or promoter is endogenous to the chromosome of the cell. In this case, a nucleic acid molecule containing a reporter gene that can function as an enhancer or promoter is genetically engineered into the vector such that integration of the vector is directed at or near the reporter gene at a genomic locus. The integration of the nucleic acid structure containing the reporter gene can be directed using homologous recombination methods well known in the art, which were described in February 2001 1.
Treco et al. US Pat. No. 6,187,305 to
Issue and Treco et al., Published May 16, 2000. , As described in U.S. Pat. No. 6,063,630. Not all such homologous recombination events result in a functional linkage between the promoter or enhancer and the reporter gene, and thus the cell or population of cells is screened for such a functional linkage. Should be.
For example, activation of an enhancer or promoter will lead to expression of a reporter gene if the result of the event is a functional linkage. Such expression can be monitored and screened using appropriate detectable enzyme substrates and / or products.

【0090】 第二の核酸分子 細胞は、細胞内受容体または転写因子をコードする第二の核酸も含んでいる。
細胞内受容体または転写因子が化合物と結合したとき、細胞内受容体または転写
因子はプロモーターまたはエンハンサーと機能可能に結合することができ、結果
としてレポーター遺伝子が発現する。
Second Nucleic Acid Molecule The cell also contains a second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor.
When the intracellular receptor or transcription factor binds to the compound, the intracellular receptor or transcription factor can operably bind to the promoter or enhancer, resulting in expression of the reporter gene.

【0091】 第二の核酸分子は、好適には二本鎖DNAであるが、その限りである必要はな
い。第二の核酸分子は、染色体外または細胞の染色体内とすることができる。染
色体外因子に含まれるのは、ベクター、ウィルス、プラスミド、YACsおよび
線状核酸分子であるが、それらに限定されない。細胞内受容体または転写因子を
コードする核酸分子を含むような、第二の核酸分子の特性を有するこのようなプ
ラスミド、YACsおよび線状核酸分子を調製する方法は、この技術において周
知である。例えば、細胞内受容体または転写因子をコードする核酸分子はこの技
術において周知であり、たいていの場合商業的に入手可能であり、そして通常の
方法によってクローニングすることができる。この構造体は、ついでプラスミド
、ウィルスベクター、YACsおよび線状核酸分子などの、しかしこれらに限定
されない、適切なベクターにクローニングすることができる。これらのベクター
は次に、細胞または細胞集団の形質転換に使用することができる。かかる形質転
換はこの技術分野で周知であり、エレクトロポレーション、ウィルス伝染性、微
小投射物衝撃、または細胞による核酸分子の受動的取り込みなどがある。
The second nucleic acid molecule is preferably, but not necessarily, double-stranded DNA. The second nucleic acid molecule can be extrachromosomal or intrachromosomal in the cell. Extrachromosomal factors include, but are not limited to, vectors, viruses, plasmids, YACs and linear nucleic acid molecules. Methods for preparing such plasmids, YACs and linear nucleic acid molecules having the properties of a second nucleic acid molecule, including nucleic acid molecules encoding intracellular receptors or transcription factors, are well known in the art. For example, nucleic acid molecules encoding intracellular receptors or transcription factors are well known in the art, are often commercially available, and can be cloned by conventional methods. This construct can then be cloned into suitable vectors such as, but not limited to, plasmids, viral vectors, YACs and linear nucleic acid molecules. These vectors can then be used to transform cells or cell populations. Such transformations are well known in the art and include electroporation, viral transmission, microprojectile bombardment, or passive uptake of nucleic acid molecules by cells.

【0092】 好適には、第二の核酸分子は調節因子を含み、例えば細胞内受容体または転写
因子をコードする前記核酸分子と機能可能に連結した、プロモーターまたはエン
ハンサーなどである。調節因子は、好適にはプロモーターまたは構成的プロモー
ターであり、例えばSV40プロモーター、MMTVプロモーターまたはCMV
プロモーターである。第一の核酸分子について論じたように、このタイプの配置
を有するベクターなどの構造を作るのに認められた技術方法がある。
Suitably, the second nucleic acid molecule comprises a regulatory element such as a promoter or enhancer operably linked to said nucleic acid molecule encoding an intracellular receptor or transcription factor. The regulatory element is preferably a promoter or a constitutive promoter, eg SV40 promoter, MMTV promoter or CMV.
It is a promoter. As discussed for the first nucleic acid molecule, there are art-recognized methods for creating structures such as vectors having this type of arrangement.

【0093】 第二の核酸分子が、CMVプロモーター、MMTVプロモーターまたはSV4
0プロモーターのような構成的プロモーターなどの、プロモーターに機能可能に
連結された選択マーカーをコードする遺伝子を含むとき、核酸分子を取り込んだ
細胞は選択できる。好ましい選択マーカーは抗生物質耐性を含み、かかる第二の
核酸分子を持たない細胞はかかる抗生物質に感受性があるのに対し、機能可能な
第二の核酸分子を有する細胞は特定の抗生物質への耐性がある。このようにして
、選択マーカーを発現する第二の核酸分子を有する細胞は、選択、および濃縮す
ることができる。選択的な選択マーカーが含むのは、例えばグリーン蛍光タンパ
ク質(GFP)またはその誘導体などの蛍光タンパク質、または、ベータ−ラク
タマーゼのような蛍光基質または生成物の形成または変換を触媒する酵素である
。これらの条件下で、蛍光活性化細胞選別装置(FACS)を用いて、所望の蛍
光特性を有する細胞を単離することができる。
The second nucleic acid molecule is a CMV promoter, MMTV promoter or SV4
Cells that have taken up a nucleic acid molecule can be selected when they contain a gene encoding a selectable marker operably linked to the promoter, such as a constitutive promoter such as the 0 promoter. Preferred selectable markers include antibiotic resistance, cells without such a second nucleic acid molecule being sensitive to such antibiotic, whereas cells with a functional second nucleic acid molecule are sensitive to the particular antibiotic. Resistant. In this way, cells carrying the second nucleic acid molecule expressing the selectable marker can be selected and enriched. Selectable selectable markers include fluorescent proteins such as, for example, green fluorescent protein (GFP) or its derivatives, or enzymes that catalyze the formation or conversion of fluorescent substrates or products such as beta-lactamase. Under these conditions, a fluorescence activated cell sorter (FACS) can be used to isolate cells with the desired fluorescence properties.

【0094】 第一の核酸分子と第二の核酸分子の双方が選択マーカーを含む本発明の態様に
おいて、好ましいことは、これらの選択マーカーが異なることであるが、その限
りである必要はない。異なる選択マーカーは、細胞における第一の核酸分子と第
二の核酸分子の両方の監視を独立してできる。
In embodiments of the invention where both the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule contain a selectable marker, what is preferred, but not necessarily, is that these selectable markers are different. Different selectable markers can independently monitor both the first and second nucleic acid molecules in the cell.

【0095】 第二の核酸分子は、染色体外にあり得るか、あるいは細胞のゲノムに組み込む
ことができる。第二の核酸が細胞のゲノムに組み込まれたとき、第二の核酸は安
定して組み込まれ、その結果、細胞は一過性トランスフェクションした細胞より
も大きな信頼性と再現性を有する。特定のベクター、例えばウィルスベクター、
とくにレトロウィルスベクターは、ゲノムに組み込むことができる。また、相同
組換えを用いて、細胞のゲノム内への核酸分子の挿入を促進することができるが
、それには2001年2月13日発行のTreco et al.,に対する米
国特許第6,187,305号および2000年5月16日発行のTreco
et al.,に対する米国特許第6,063,630号に記載されているよう
な方法を用いる。別の方法では、形質転換された核酸分子は、自発的に宿主ゲノ
ムに組み込むことができる。細胞のゲノムへの第二の核酸分子の組み込みは、選
択マーカーまたはレポーター遺伝子の損失について細胞をスクリーニングするこ
とによって監視できるが、それは一過性トランスフェクションした細胞系は、細
胞のゲノムに組み込まれなかった核酸分子を排除する傾向があるからである。こ
のように、選択マーカーまたはレポーター遺伝子は経時的に損失する傾向がおそ
らくある。染色体に核酸分子を組み込む機器と方法は、この分野で周知である(
例えば、Whitney et al.,を発明者とする1998年4月2日公
開のWO98/13353;エディンバラ大学に1994年10月27日公開さ
れたWO94/24301;2001年2月13日発行のTreco et a
l.,に対する米国特許第6,187,305号および2000年5月16日発
行のTreco et al.,に対する米国特許第6,063,630号を参
照)。
The second nucleic acid molecule can be extrachromosomal or integrated into the genome of the cell. When the second nucleic acid is integrated into the genome of the cell, the second nucleic acid is stably integrated so that the cell is more reliable and reproducible than the transiently transfected cells. Specific vectors, such as viral vectors,
In particular, retroviral vectors can integrate into the genome. Also, homologous recombination can be used to facilitate the insertion of nucleic acid molecules into the genome of cells, which is described in Treco et al. US Pat. No. 6,187,305 to Treco, issued May 16, 2000
et al. , US Pat. No. 6,063,630 to US Pat. Alternatively, the transformed nucleic acid molecule can spontaneously integrate into the host genome. Integration of the second nucleic acid molecule into the cell's genome can be monitored by screening the cells for loss of a selectable marker or reporter gene, which is transiently transfected cell lines do not integrate into the cell's genome. It tends to eliminate nucleic acid molecules. Thus, selectable marker or reporter genes are likely to be lost over time. Devices and methods for incorporating nucleic acid molecules into chromosomes are well known in the art (
For example, Whitney et al. , WO98 / 13353 published on April 2, 1998; WO94 / 24301 published on October 27, 1994 at the University of Edinburgh; Treco et a published on February 13, 2001.
l. No. 6,187,305 to Treco et al., Issued May 16, 2000. , U.S. Pat. No. 6,063,630).

【0096】 本発明の一つの推奨される態様において、細胞内受容体または転写因子をコー
ドする遺伝子は、細胞の染色体に内在する。とくに、細胞内受容体または転写因
子をコードする遺伝子は、細胞のゲノム内のその本来の環境にあり、すなわちそ
の位置、およびプロモーターまたはエンハンサーのようなシス作用調節因子を含
む周囲のゲノムは、人の介入によって意図的に改変されていない。
In one preferred embodiment of the invention, the gene encoding the intracellular receptor or transcription factor is internal to the chromosome of the cell. In particular, the gene encoding the intracellular receptor or transcription factor is in its native environment within the genome of the cell, i.e. its location and the surrounding genome, including cis-acting regulators such as promoters or enhancers. Not intentionally modified by the intervention of.

【0097】 本発明の別の態様において、細胞内受容体または転写因子をコードする遺伝子
は、細胞の染色体に内在するが、プロモーターまたはエンハンサーのような細胞
内受容体または転写因子をコードする遺伝子に機能可能な外因性の調節配列が、
細胞のゲノムに組み込まれており、好ましくは細胞内受容体または転写因子をコ
ードする内因性遺伝子と操作自体に連結されるようになっている。細胞内受容体
または転写因子をコードする遺伝子を含む核酸構造の組み込みは、この技術分野
で周知の相同組換え法または自然発生的な方向付けのない組換え法を用いて方向
付けることができるが、それは2001年2月13日発行のTreco et
al.,に対する米国特許第6,187,305号および2000年5月16日
発行のTreco et al.,に対する米国特許第6,063,630号に
記載されているようなものである
In another aspect of the invention, the gene encoding an intracellular receptor or transcription factor is endogenous to the chromosome of the cell but is a gene encoding an intracellular receptor or transcription factor such as a promoter or enhancer. A functional exogenous regulatory sequence
It is integrated into the genome of the cell and is preferably linked to the endogenous gene encoding the intracellular receptor or transcription factor and the manipulation itself. Although the integration of nucleic acid structures containing genes encoding intracellular receptors or transcription factors can be directed using homologous recombination or non-naturally directed recombination methods well known in the art. , It's Treco et, published February 13, 2001
al. No. 6,187,305 to Treco et al., Issued May 16, 2000. , As described in US Pat. No. 6,063,630.

【0098】 このような相同組換え現象のすべてが、調節因子と細胞内受容体または転写因
子をコードする遺伝子との間の機能可能な連結に結びつくわけではなく、したが
って、細胞または細胞集団は、かかる機能可能な連結でスクリーニングされるべ
きである。このような発現を監視、およびスクリーニングすることができるのは
、かかる細胞内受容体または転写因子の活性を検出するのに適した方法を用いて
である。別の方法では、細胞のゲノムに組み込まれる構造体が含むことのできる
レポーター遺伝子は、細胞内受容体または転写因子の発現を調節するのに使用さ
れた調節配列と機能可能に連結する。別の方法では、レポーター遺伝子は第二の
調節配列と機能可能に連結することができるが、該調節配列は細胞内受容体また
は転写因子の発現を調節するのに使用された調節配列と同一または異なっていて
もよい。この場合、レポーター遺伝子の持続した発現が示すのは、核酸構造が細
胞のゲノムに機能可能に連結されたことである。
Not all such homologous recombination events result in a functional linkage between the regulatory element and the gene encoding the intracellular receptor or transcription factor, and thus the cell or population of cells is It should be screened for such functional linkages. Such expression can be monitored and screened for using methods suitable for detecting the activity of such intracellular receptors or transcription factors. Alternatively, a reporter gene, which can be included in a construct that integrates into the genome of the cell, is operably linked to regulatory sequences used to regulate expression of intracellular receptors or transcription factors. Alternatively, the reporter gene can be operably linked to a second regulatory sequence, which regulatory sequence is the same or the same as the regulatory sequence used to regulate expression of an intracellular receptor or transcription factor. It may be different. In this case, sustained expression of the reporter gene indicates that the nucleic acid structure is operably linked to the cell's genome.

【0099】 第一の核酸分子と第二の核酸分子の相互作用 図1から図5は、概略図で本発明の様々な態様を示している。これらの図が提
供するのは、ある状況における本発明の一般的作用であり、ここで第一の核酸分
子と第二の核酸分子は外因性、内因性、組み込みあるいは染色体外である。図1
が示すのは、第一の核酸分子と第二の核酸分子の一般的相互作用である。一般的
に細胞が、薬物代謝に関与する酵素またはトランスポーターの発現を誘導する化
合物と接触したとき、レポーター遺伝子が発現する。しかしながら、細胞が薬物
代謝に関与する酵素をコードする遺伝子を持たないとき、あるいはこのような遺
伝子が発現を許す配置にないとき、薬物代謝に関与したタンパク質は発現しない
ことがある。
Interaction of First Nucleic Acid Molecule with Second Nucleic Acid Molecule FIG. 1 to FIG. 5 schematically show various aspects of the invention. These figures provide for the general effect of the invention in some circumstances, where the first and second nucleic acid molecules are exogenous, endogenous, integrative or extrachromosomal. Figure 1
Indicates the general interaction of the first and second nucleic acid molecules. Generally, a reporter gene is expressed when a cell is contacted with a compound that induces the expression of an enzyme or transporter involved in drug metabolism. However, when a cell does not have a gene encoding an enzyme involved in drug metabolism, or when such a gene is not in a configuration permitting expression, a protein involved in drug metabolism may not be expressed.

【0100】 図1Aに示したように、細胞(16)内の第二の核酸分子(10)は調節因子
(12)を含み、細胞内受容体または転写因子をコードする遺伝子(14)の発
現を調節する。このとき発現した細胞内受容体または転写因子(18)は、結合
、組み合わせ、調節などの適切な相互作用によって試験化合物(11)と相互作
用することができる。試験化合物は、能動輸送または受動輸送機構によって細胞
に入ることができる。試験化合物はこの輸送プロセスによって随意に修飾するこ
とができ、修飾された試験化合物(13)を形成する。図1Bに示したように、
転写因子または受容体は、適切な試験化合物または代謝物と特異的に結合するこ
とができるが、それは受容体−リガンドの組であり、複合体(17)を形成する
ときである。この複合体(17)は、第一の核酸分子(19)と、また随意に細
胞のゲノム(20)と結合することができる。第一の核酸分子(19)、または
細胞のゲノム(20)と結合するとき、複合体(17)が結合できるのは、薬物
代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に機能可能な調節因子(22)
、またはこのような複合体(17)と結合できる内因性調節因子(24)である
。後者の場合、内因性調節因子は、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする
遺伝子(26)の発現を調節することができる。しかしながら、内因性調節因子
との結合は、とくに本発明のこの態様において、本発明の要件ではない。図1C
に示したように、第一の核酸分子の調節因子に複合体を結合することによって、
レポーター遺伝子(30)によってコードされたレポーター(28)の発現に至
る。内因性調節配列への複合体の結合の結果は、薬物代謝に関与した内因性タン
パク質(21)の発現に至ることがある。薬物代謝に関与した内因性タンパク質
は、ヒドロキシル化(25)などの様々な機構を介して化合物(23)を修飾す
ることができる。レポーターが検出できるのは、レポーターの蛍光性(27)ま
たは検出可能な物質(31)への基質(29)の変換などによる(図1D)。
As shown in FIG. 1A, the second nucleic acid molecule (10) in the cell (16) contains a regulatory factor (12) and expresses a gene (14) encoding an intracellular receptor or transcription factor. Adjust. The intracellular receptor or transcription factor (18) expressed at this time can interact with the test compound (11) by an appropriate interaction such as binding, combination, regulation and the like. Test compounds can enter cells by active or passive transport mechanisms. The test compound can be optionally modified by this transport process to form a modified test compound (13). As shown in FIG. 1B,
A transcription factor or receptor can specifically bind an appropriate test compound or metabolite, which is a receptor-ligand pair, when it forms a complex (17). This complex (17) is able to associate with the first nucleic acid molecule (19) and optionally with the genome (20) of the cell. When binding to the first nucleic acid molecule (19) or to the genome of the cell (20), the complex (17) can bind to a regulatory factor that is functional to the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism ( 22)
, Or an endogenous regulator (24) capable of binding to such a complex (17). In the latter case, the endogenous regulator can regulate the expression of the gene (26) encoding the protein involved in drug metabolism. However, binding to endogenous regulators is not a requirement of the invention, especially in this aspect of the invention. Figure 1C
By binding the complex to a modulator of the first nucleic acid molecule, as shown in
It leads to the expression of the reporter (28) encoded by the reporter gene (30). The result of binding of the complex to endogenous regulatory sequences can lead to the expression of the endogenous protein (21) involved in drug metabolism. Endogenous proteins involved in drug metabolism can modify compound (23) via various mechanisms such as hydroxylation (25). The reporter can be detected, such as by fluorescence of the reporter (27) or conversion of the substrate (29) to a detectable substance (31) (FIG. 1D).

【0101】 このように、化合物(11)または修飾された化合物(13)が、細胞内受容
体または転写因子(18)と結合できるとき、および薬物代謝に関与したタンパ
ク質をコードする核酸分子の調節配列(22)と結合できるとき、レポーター遺
伝子(30)は検出できるレポーター(28)として発現する。
Thus, when compound (11) or modified compound (13) is able to bind to intracellular receptors or transcription factors (18), and the regulation of nucleic acid molecules encoding proteins involved in drug metabolism. The reporter gene (30) is expressed as a detectable reporter (28) when it is capable of binding to the sequence (22).

【0102】 薬物代謝に関与したタンパク質 薬物代謝に関与したタンパク質は、任意の適切な酵素またはトランスポーター
とすることができる。薬物代謝に関与する好ましい酵素に含まれるのは、P45
0s、トランスポーター、グルクロノシルトランスフェラーゼ、N−アセチルト
ランスフェラーゼ、グルタチオントランスフェラーゼ、p−糖タンパク質および
スルホトランスフェラーゼであるが、それらに限定されない。好ましいトランス
ポーターに含まれるのは、p−糖タンパク質(MDR1)であるが、それに限定
されない。このタンパク質は、薬物代謝物を細胞から運び出し、そして細胞によ
る薬物代謝の速度に影響することができる。P−糖タンパク質発現は一定の薬物
によって変化させることができる(例えば、Schuetz et al.,M
ol.Pharmacol.49:311−318(1999);Lan et
al.,Mol.Pharmacol.58:863−869(2000)お
よびWrighton et al.,Drug Metab.Rev.32:
339−361(2000)参照)。これらのタイプのタンパク質をコードする
核酸分子は報告されており、および分子生物学の標準的方法を用いて単離できる
(例えば、Garattini,Drug Metab.Rev.29:853
−886(1997);Schuetz et al.,Mol.Pharma
col.49:311−318(1996))およびNebert and D
ieter,Pharmacology 61:124−135(2000)参
照)。
Proteins Involved in Drug Metabolism The proteins involved in drug metabolism can be any suitable enzyme or transporter. Preferred enzymes involved in drug metabolism include P45
0s, transporter, glucuronosyl transferase, N-acetyl transferase, glutathione transferase, p-glycoprotein and sulfotransferase. Preferred transporters include, but are not limited to, p-glycoprotein (MDR1). This protein exports drug metabolites from the cell and can affect the rate of drug metabolism by the cell. P-glycoprotein expression can be altered by certain drugs (eg, Schuetz et al., M.
ol. Pharmacol. 49: 311-318 (1999); Lan et al.
al. , Mol. Pharmacol. 58: 863-869 (2000) and Wrighton et al. , Drug Metab. Rev. 32:
339-361 (2000)). Nucleic acid molecules encoding these types of proteins have been reported and can be isolated using standard methods of molecular biology (eg, Garattini, Drug Metab. Rev. 29: 853.
-886 (1997); Schuetz et al. , Mol. Pharma
col. 49: 311-318 (1996)) and Never and D.
IETER, Pharmacology 61: 124-135 (2000)).

【0103】 プロモーターまたはエンハンサー 薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に機能可能である、プロ
モーターまたはエンハンサーのような調節配列は、好適にはP450s、グルク
ロニルトランスフェラーゼ、グルタチオントランスフェラーゼおよびスルホトラ
ンスフェラーゼまたはp−糖タンパク質の、プロモーターまたはエンハンサーで
ある。このような調節配列の配列は、この分野で周知であり、分子生物学の標準
的方法を用いて単離できる(例えば、Nelson et al.,DNA C
ell Biol.12:1−51(1993);Windmill et a
l.,Mutat.Res.376:153−160(1997);Schue
tz et al.,J.Cell Physiol.165:261−272
(1995);Schuetz et al.,Mol.Pharmacol.
49:311−318(1996);Parker et al.,J.Cli
n.Endocrin.And Metabol.80:1027−1031(
1995);Brockmoller et al.,Toxicol.Let
t.103:173−183(1998);Vaury et al.,Can
cer Res.55:5520−5523(1995);Rodrigo e
t al.,Scand.J.Gastroenterol.34:303−3
07(1999)およびMunzel et al.,Drug Metab.
Dispos.27:569−573(1999)参照)。
Promoters or Enhancers Regulatory sequences, such as promoters or enhancers, which are functional to the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism are preferably P450s, glucuronyl transferase, glutathione transferase and sulfotransferase or p. -A promoter or enhancer for glycoproteins. The sequences of such regulatory sequences are well known in the art and can be isolated using standard methods of molecular biology (eg, Nelson et al., DNA C.
ell Biol. 12: 1-51 (1993); Windmill et a.
l. , Mutat. Res. 376: 153-160 (1997); Schue
tz et al. J. Cell Physiol. 165: 261-272
(1995); Schuetz et al. , Mol. Pharmacol.
49: 311-318 (1996); Parker et al. J. Cli
n. Endocrin. And Metabol. 80: 1027-1031 (
1995); Blockmoller et al. , Toxicol. Let
t. 103: 173-183 (1998); Vaury et al. , Can
cer Res. 55: 5520-5523 (1995); Rodrigo e.
t al. , Scand. J. Gastroenterol. 34: 303-3
07 (1999) and Munzel et al. , Drug Metab.
Dispos. 27: 569-573 (1999)).

【0104】 レポーター遺伝子 レポーター遺伝子は、この分野で周知の適切な任意のレポーター遺伝子とする
ことができる。レポーター遺伝子は、検出可能なタンパク質または検出可能な酵
素のようなレポーターをコードする。検出可能なタンパク質は、それらの物理特
性、例えばグリーン蛍光タンパク質(GFP)またはその誘導体のような蛍光タ
ンパク質の場合は、蛍光性に基づいて検出され得る。酵素が検出されるのは適切
な基質を用いてであり、該基質は、タンパク質が基質に作用したときに特性を変
化して生成物を形成する。特定の基質−酵素の組み合わせは、基質の蛍光特性に
おける変化の要因となるが、それは例えばCCF2/AMに作用するベータ−ラ
クタマーゼの場合、CCF2/AM分子におけるFRETの特性を変化させる。
蛍光は、MUGに対する一連のグルクロニダーゼ活性において生成させることが
できる。化学発光は、一連のルミノールジオキサンの活性によって生成できる。
発光は、ルシフェリンに対するルシフェラーゼ活性によって生成できる(例えば
、Alam and Cook,Anal.Biochem.188:45−2
54(1999)参照)。着色生成物は、X−Gal基質に対するベータ−ガラ
クトシダーゼ活性によって生成できる。レポーター遺伝子転写の研究に対するレ
ポーター遺伝子の適用の可能性が論じられている(Alam and Cook
,Anal.Biochem.188:45−254(1990))。
Reporter Gene The reporter gene can be any suitable reporter gene known in the art. The reporter gene encodes a reporter such as a detectable protein or a detectable enzyme. Detectable proteins can be detected on the basis of their physical properties, eg fluorescence in the case of fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP) or its derivatives. The enzyme is detected with the appropriate substrate, which changes properties when the protein acts on the substrate to form the product. The particular substrate-enzyme combination contributes to changes in the fluorescent properties of the substrate, which, for example in the case of beta-lactamase acting on CCF2 / AM, changes the properties of FRET on the CCF2 / AM molecule.
Fluorescence can be generated in a range of glucuronidase activities on MUG. Chemiluminescence can be generated by the activity of a series of luminol dioxanes.
Luminescence can be generated by luciferase activity on luciferin (eg, Alam and Cook, Anal. Biochem. 188: 45-2.
54 (1999)). The colored product can be generated by beta-galactosidase activity on the X-Gal substrate. The potential application of reporter genes to the study of reporter gene transcription has been discussed (Alam and Cook.
, Anal. Biochem. 188: 45-254 (1990)).

【0105】 細胞内受容体または転写因子 本発明の一つの態様において、細胞内受容体または転写因子は、薬物、化学物
質またはそれらの代謝産物のような生体異物と複合体を形成し、そして薬物代謝
に関与したタンパク質をコードする遺伝子を直接または間接的に転写活性化する
。この活性は図に示されている。本発明の一つの態様によれば、細胞内受容体ま
たは転写因子は、ホルモン受容体ではないが、それは本発明の要件ではない。本
発明の別の態様によれば、細胞内受容体または転写因子は、オーファン受容体で
ある、すなわち周知のあるいは認定された機能がない受容体である。このような
オーファン受容体の例に含まれるのは、PXRとCARであるが、それらに限定
されない(例えば、Lehmann et al.,J.Clin.Inves
t.102:1016−1023(1998);Jones et al.,M
ol.Endocrinol.14:27−39(2000);Honkako
ski et al.,Biochem.J.347:321−337(200
0)およびSavas et al.,Mol.Pharmacol.56:8
51−857(1999)参照)。細胞内受容体または転写因子は、糖質コルチ
コイド受容体などのホルモン受容体とすることができるが、それに限定されない
Intracellular Receptors or Transcription Factors In one embodiment of the present invention, intracellular receptors or transcription factors form complexes with xenobiotics such as drugs, chemicals or their metabolites, and drugs It directly or indirectly activates a gene encoding a protein involved in metabolism. This activity is shown in the figure. According to one aspect of the invention, the intracellular receptor or transcription factor is not a hormone receptor, but it is not a requirement of the invention. According to another aspect of the invention, the intracellular receptor or transcription factor is an orphan receptor, ie a receptor with no known or recognized function. Examples of such orphan receptors include, but are not limited to, PXR and CAR (eg, Lehmann et al., J. Clin. Invests).
t. 102: 1016-1023 (1998); Jones et al. , M
ol. Endocrinol. 14: 27-39 (2000); Honko
ski et al. , Biochem. J. 347: 321-337 (200
0) and Savas et al. , Mol. Pharmacol. 56: 8
51-857 (1999)). The intracellular receptor or transcription factor can be a hormone receptor such as, but not limited to, a glucocorticoid receptor.

【0106】 細胞 本発明の細胞は、原核細胞または真核細胞を含む、任意の細胞とすることがで
きる。細胞は好適には真核細胞であり、ヒトを含む哺乳類被験体由来のものであ
る。細胞の起源は任意であることができ、例えば中胚葉、内胚葉または外胚葉に
由来するものなどである。細胞は被験体からの任意の組織、器官または体液に由
来するものとすることができるが、好適には肝臓、腎臓または肺に由来するもの
である。細胞は被験体から提供され得るが、例えば生検または解剖からのサンプ
ルからなどであり、また周知の初代培養細胞とすることができ、あるいはこの分
野で周知の方法によって製造できる。例えば、アメリカン・タイプ・ティシュー
・コレクションからは多種多様な細胞系を入手できる(ATCC Catalo
gues(2001)参照)。細胞は各種の細胞などの混合培養物とすることも
できるし、または細胞タイプが提供される。例えば、初代培養細胞が含み得るの
は、繊維芽細胞と混合した肝細胞などの、各種の細胞タイプである。異なる連続
培養細胞系の混合培養物あるいは初代培養細胞および連続培養細胞系の混合培養
物も使用することもできる。本発明の一つの態様において、細胞は形質変換する
ことができ、外因性のタンパク質またはポリペプチドを発現できるようにする。
Cells The cells of the invention can be any cells, including prokaryotic or eukaryotic cells. The cells are preferably eukaryotic cells and are derived from mammalian subjects including humans. The cell may be of any origin, such as from mesoderm, endoderm or ectoderm. The cells can be from any tissue, organ or body fluid from the subject, but are preferably from the liver, kidneys or lungs. The cells can be provided by the subject, but can be, for example, from a sample from a biopsy or dissection, and can be well known primary cells, or can be produced by methods well known in the art. For example, a wide variety of cell lines are available from the American Type Tissue Collection (ATCC Catalog
guees (2001)). The cells can be mixed cultures of various cells or cell types are provided. For example, primary cells can include various cell types, such as hepatocytes mixed with fibroblasts. Mixed cultures of different continuous culture cell lines or mixed cultures of primary cells and continuous culture cell lines can also be used. In one embodiment of the invention, the cells are capable of being transformed and are capable of expressing an exogenous protein or polypeptide.

【0107】 本発明の一つの態様において、細胞は特定の被験体から提供され得る。被験体
の身元が判明している必要はないが、ただ特定の被験体が細胞の供給源である。
別の方法では、共通の種族的出身、または共通の疾患状態、疾患条件、生理学的
な遺伝子型または表現型あるいは代謝表現型あるいは遺伝子型を有するものなど
、被験体の集団からの細胞を用いることができる。これらの細胞は本発明の細胞
になるように形質転換することができ、また本発明の方法に使用することができ
る。この場合、生体異物に対するこれらの細胞の応答が示し得るのは、その被験
体または被験体集団がどのようにその生体異物に対して代謝的に、また生理的に
応答するかである。被験体集団からの細胞の場合、異なる被験体からの細胞を別
個に試験することができるが、その限りである必要はない。これらのタイプの研
究の結果を収集し、分析されることができるのは、薬理ゲノム学の研究および方
法の役に立つ生物情報学の技術を用いてである。各種のコンピュータプログラム
がこのような分析を提供するのに利用可能であるが、線形または非線形統計手法
を提供することができる統計ソフトウェアのようなものに限定されない。統計分
析の選択は、当業者によって選ばれる。
In one aspect of the invention, cells may be provided from a particular subject. The identity of the subject need not be known, but only the particular subject is the source of cells.
Alternatively, using cells from a population of subjects, such as those of a common racial origin, or having a common disease state, disease condition, physiological genotype or phenotype or metabolic phenotype or genotype. You can These cells can be transformed into the cells of the invention and can be used in the methods of the invention. In this case, the response of these cells to xenobiotics may indicate how the subject or population of subjects responds metabolically and physiologically to the xenobiotics. In the case of cells from a subject population, cells from different subjects can be tested separately, but need not be so. The results of these types of studies can be collected and analyzed using bioinformatics techniques aiding pharmacogenomic studies and methods. Various computer programs are available to provide such an analysis, but are not limited to such as statistical software that can provide linear or non-linear statistical techniques. The choice of statistical analysis is chosen by the person skilled in the art.

【0108】 これらの方法を用いて生成されたデータ、分析および/または結果も、本発明
の一部である。データ、分析および/または結果は、適切な情報保存媒体に保存
できるが、磁気媒体、テープ、紙などに限定されない。情報保存媒体は、好まし
くは機械で読取り可能なフォーマットであるが、その限りである必要はない。情
報保存媒体は、中央処理装置を有する機械などの、機械の一部とすることもでき
る。このような機械は、本発明の一部として機能することも、機能しないことも
ある。
The data, analyzes and / or results produced using these methods are also part of the invention. The data, analysis and / or results can be stored on any suitable information storage medium, including, but not limited to magnetic media, tape, paper and the like. The information storage medium is preferably in a machine-readable format, but need not be so. The information storage medium may also be part of a machine, such as a machine having a central processing unit. Such machines may or may not function as part of the present invention.

【0109】 II.薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の発現を誘導するた
めの試験化合物を評価する方法
II. Method for evaluating test compound for inducing expression of gene encoding protein involved in drug metabolism

【0110】 本発明が含む方法は、薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の発
現を誘導する特性について化合物を評価するために、試験化合物を提供し、試験
化合物を本発明の細胞と接触させ、前記レポーター遺伝子の発現を検出すること
である。レポーター遺伝子の発現が示すのは、試験化合物が薬物代謝に関与した
タンパク質をコードする遺伝子の発現が変化したことである。この方法はハイス
ループット法において可能だが、それは本発明の要件ではない。
The methods included in the present invention provide a test compound and contact the test compound with a cell of the invention to evaluate the compound for properties that induce expression of a gene encoding a protein involved in drug metabolism. , Detecting the expression of the reporter gene. Expression of the reporter gene indicates that the test compound has altered expression of the gene encoding the protein involved in drug metabolism. This method is possible in high throughput methods, but it is not a requirement of the invention.

【0111】 本発明の様々な態様が図に示されている。例えば、図1は本発明の一つの態様
の一連の図を示し、そこでは第一の核酸分子と第二の核酸分子がプラスミドのよ
うな染色体外因子として提供されている。図1Aに示したように、調節因子P2
は、細胞内受容体または転写因子をコードする遺伝子の転写を調節する。翻訳産
物はつぎに、細胞内受容体または転写因子と結合する試験化合物と相互作用する
ことができる。図1Bに示したように、細胞内受容体または転写因子と生体異物
または試験化合物の複合体はついで、薬物代謝に関与したタンパク質をコードす
る核酸分子に機能可能なプロモーターまたはエンハンサーと結合することができ
る。複合体はまた核に入ること、そして薬物代謝に関与したタンパク質をコード
する核酸分子に機能可能な内因性プロモーターまたはエンハンサーと随意に結合
することができるが、それはこのような細胞に存在するか活性であるときである
。この複合体を薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に機能可能
なプロモーターまたはエンハンサーと結合させたとき、レポーター遺伝子が転写
され、そしてレポーターに翻訳され、また随意に薬物代謝に関与する内因性酵素
が発現するが、それはこのような細胞に存在するか活性であるときである(図1
C)。そのレポーターは、蛍光のような物理特性によって検出可能であり、ある
いは基質の、検出可能な生成物のような生成物への酵素変換に基づいて検出でき
るタンパク質とすることができる(図1D)。本発明の別の態様によれば、第一
の核酸分子と第二の核酸分子の両方が、同一の染色体外因子、例えば単一のプラ
スミドまたはYACまたは別個のプラスミドに提供される。
Various aspects of the invention are shown in the drawings. For example, FIG. 1 shows a series of diagrams of one embodiment of the present invention in which a first nucleic acid molecule and a second nucleic acid molecule are provided as extrachromosomal elements such as plasmids. As shown in FIG. 1A, the regulatory factor P2
Regulates the transcription of genes encoding intracellular receptors or transcription factors. The translation product can then interact with a test compound that binds to intracellular receptors or transcription factors. As shown in FIG. 1B, the complex of the intracellular receptor or transcription factor and the xenobiotic or test compound may then bind to a promoter or enhancer functional to the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism. it can. The complex can also enter the nucleus and optionally bind to an endogenous promoter or enhancer that is functional to the nucleic acid molecule encoding the protein involved in drug metabolism, which is present or active in such cells. It is when When this complex is linked to a promoter or enhancer capable of functioning with a nucleic acid molecule encoding a protein involved in drug metabolism, a reporter gene is transcribed and translated into a reporter, and optionally an endogenous gene involved in drug metabolism. The enzyme is expressed when it is present or active in such cells (Fig. 1
C). The reporter can be a protein that is detectable by physical properties such as fluorescence, or a protein that can be detected based on enzymatic conversion of a substrate into a product such as a detectable product (FIG. 1D). According to another aspect of the invention, both the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are provided on the same extrachromosomal element, such as a single plasmid or YAC or separate plasmids.

【0112】 図1に記載の本発明の態様に対する代替案も提供される。例えば、図2が示し
ているのは、第一の核酸分子が染色体外因子であるのに対し、第二の核酸分子が
細胞の染色体に内在する場合である。図3が示しているのは、第一の核酸分子が
染色体外因子であり、第二の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性の核
酸分子である場合である。図4が示しているのは、第一の核酸分子が細胞のゲノ
ムに組み込まれた外因性の核酸分子であり、第二の核酸分子が細胞の染色体に内
在する場合である。図5が示しているのは、第一の核酸分子が細胞のゲノムに組
み込まれた外因性の核酸分子であり、第二の核酸分子が細胞のゲノムに組み込ま
れた外因性の核酸分子である場合である。
Alternatives to the aspects of the invention described in FIG. 1 are also provided. For example, FIG. 2 shows that the first nucleic acid molecule is an extrachromosomal factor while the second nucleic acid molecule is internal to the chromosome of the cell. FIG. 3 shows that the first nucleic acid molecule is an extrachromosomal factor and the second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell's genome. FIG. 4 shows that the first nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell's genome and the second nucleic acid molecule is internal to the cell's chromosome. FIG. 5 shows that the first nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell's genome and the second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell's genome. This is the case.

【0113】 本発明の方法が実施できるのは、適切な機器、例えばフラスコまたはウェルあ
たりの適切な表面積を有する組織培養フラスコまたはプレートを用いてである。
好適には、該方法が使用するのは、標準サイズのマイクロタイタープレートのフ
ットプリントに、6,12,24,48または96のウェルを有する適切なプレ
ートである。該方法が使用することもできるのは、標準フットプリントのプレー
トあたり192,288,384,480,576,672,768,864,
960,1056あるいはそれ以上のウェルがある、密度が高いプレートである
。これらのプレートは、Costerをはじめとして商業市場内のその他の業者
を通じて、商業的に入手可能である。
The method of the present invention can be practiced with suitable equipment, such as tissue culture flasks or plates having a suitable surface area per flask or well.
Suitably, the method employs a suitable plate having 6,12,24,48 or 96 wells in the footprint of a standard size microtiter plate. The method can also be used for standard footprint plates per plate of 192,288,384,480,576,672,768,864,
A dense plate with 960, 1056 or more wells. These plates are commercially available through Coster and other vendors in the commercial market.

【0114】 該方法を実施できるのは、技術的人材、あるいは部分的にまたは全体的にロボ
ットを用いてである。後者の場合、ロボットを用いて高い処理能力を提供して、
費用を削減し、方法の性能の信頼性を高めることができる。ロボットシステムは
これらの方法を実施するように作られることができる。例えば、この技術分野で
周知のサンプル保存ユニットを使用して、索引を付けた様式で試験化合物を保管
することができる。この技術分野で周知の検索ロボットを利用して、サンプル保
存ユニットからサンプルを取り出し、この技術分野で周知の分配ロボットを用い
て、ウェルやマイクロタイタープレートのウェルのような試験容器に後で分配す
ることができる。ロボットを利用してできるのは、この技術分野で周知の分配ロ
ボットを用いて、試験容器に本発明の細胞および適切な培養試料を分配し、つい
で適切な条件で培養して、このような細胞培養物を生育または維持することであ
る。この技術分野で周知の培養器が、適切な条件を提供するのに用いることがで
きる。
The method can be carried out by technical personnel, or partly or wholly by robots. In the latter case, robots are used to provide high throughput,
It can reduce the cost and increase the reliability of the performance of the method. Robotic systems can be made to perform these methods. For example, sample storage units well known in the art can be used to store test compounds in an indexed fashion. A retrieval robot well known in the art is used to remove the sample from the sample storage unit and later dispensed into a test container such as a well or well of a microtiter plate using a dispensing robot well known in the art. be able to. Robots can be used to dispense cells of the invention and appropriate culture samples into test vessels using a dispensing robot well known in the art, then culture under appropriate conditions to allow such cells to To grow or maintain a culture. Incubators well known in the art can be used to provide the appropriate conditions.

【0115】 試験容器における細胞培養物は、この技術分野で周知の分配ロボットを用いる
ような、ロボットを利用して試験化合物と組み合わせることができる。試験化合
物を伴う細胞は空気および温度のような適切な条件を提供され、それはこの技術
分野で周知の培養器のような、本発明の方法のためである。レポーター遺伝子産
物は直接検出できるが、検出可能なタンパク質、あるいは酵素のための酵素基質
を添加することによる。酵素基質は、分配ユニットなどの、ロボットを用いて試
験容器に添加できる。細胞は、もし必要なら、この技術分野で周知のロボット分
配装置と方法を用いて分配できる、望まれた、あるいは適切な試薬を用いて溶解
することができる。この技術分野で周知の検出装置、例えば色原体、蛍光、発光
その他のマイクロタイタープレートリーダーが、レポーター遺伝子産物を検出す
るのに使用できる。
Cell cultures in test vessels can be robotically combined with test compounds, such as with dispensing robots well known in the art. Cells with test compounds are provided with suitable conditions such as air and temperature, for the methods of the invention, such as incubators well known in the art. The reporter gene product can be detected directly, but by the addition of a detectable protein or enzyme substrate for the enzyme. The enzyme substrate can be added to the test container using a robot, such as a dispensing unit. The cells can be lysed, if desired, with any desired or suitable reagents that can be dispensed using robotic dispensing devices and methods well known in the art. Detection devices known in the art, such as chromogen, fluorescence, luminescence or other microtiter plate readers, can be used to detect the reporter gene product.

【0116】 これらの方法を用いて生成された出力情報またはデータは、中央処理装置を含
む装置のような情報保存装置に導くことができる。情報保存装置は、適切なソフ
トウェアのような情報処理能力を含むこともできる。このソフトウェアは、この
技術分野で周知の統計比較を実施し、あるいは統計分析を実施する能力を有する
ことができ、線形および非線形手法を含んでいる。
The output information or data generated using these methods can be directed to an information storage device such as a device that includes a central processing unit. The information storage device may also include information processing capabilities such as suitable software. The software may have the ability to perform statistical comparisons or perform statistical analysis, well known in the art, including linear and non-linear approaches.

【0117】 かかるロボットシステムとそれらの構成要素は、一般的にこの技術分野で周知
であり、一般的に記載されているか、またはその全部または一部がさまざまな業
者から入手できる(一般的には、発明者Stylli et al.による19
98年11月19日に発行されたWO98/52047参照)。本発明の方法を
実施するために使用される各種の工程とプロセスは、ロボットまたは人手によっ
て独立して実施することができる。
Such robotic systems and their components are generally well known in the art and are generally described or are wholly or partially available from a variety of vendors (typically , Inventor Stylli et al. 19
(See WO98 / 52047, issued Nov. 19, 1998). The various steps and processes used to carry out the methods of the present invention can be performed independently by a robot or manually.

【0118】 実施例 実施例1[0118]   Example   Example 1

【0119】 A.機器と方法[0119]   A. Equipment and methods

【0120】 トランスフェクションのためのプラスミド構造 ヒトPXRの全長コード領域は、RT−PCRによってヒト肝臓のサンプルか
ら得られたRNAから誘導された。フォワードプライマーとリバースプライマー
のオリゴヌクレオチド配列はそれぞれ、5’−ATGGAGGTGAGACCC
AAAGAA−3’(SEQ ID NO:1)および5’−CTCAGCTA
CCTGTGATGCCGA−3’(SEQ ID NO:2)であった。PC
R条件は、94℃で4分間、ついで94℃で45秒、55℃で1分および72℃
で2分の30サイクルで変性し、最後に72℃で7分間延長することから成る。
1300の塩基対増幅産物をpCR2.1にクローニングし(Invitrog
en、Carlsbad、CA)、配列分析にかけた。得られた配列は、全コー
ド領域にわたって、先に記載されたものと一致した(Lehmann et a
l.,J.Clin.Invest.102:1016−1023(1998)
)。つぎにcDNAは、BamH1とNot1で消化してpCR2.1から抽出
し、ネオマイシン選択カセットを含むpIRES(neo)ベクターの類似の部
位にクローニングした(Clontech,Palo Alto,CA)。
Plasmid Construction for Transfection The full length coding region of human PXR was derived from RNA obtained from human liver samples by RT-PCR. The oligonucleotide sequences of the forward primer and the reverse primer are 5'-ATGGAGGTGAGACCC, respectively.
AAAGAA-3 '(SEQ ID NO: 1) and 5'-CTCAGCTA
It was CCTGTGATGCCGA-3 '(SEQ ID NO: 2). PC
R conditions are 94 ° C. for 4 minutes, then 94 ° C. for 45 seconds, 55 ° C. for 1 minute and 72 ° C.
Denaturation for 30 minutes for 2 minutes and finally for 7 minutes at 72 ° C.
The 1300 base pair amplification product was cloned into pCR2.1 (Invitrog
En, Carlsbad, CA), subjected to sequence analysis. The sequence obtained corresponded to that described above (Lehmann et a, over the entire coding region.
l. J. Clin. Invest. 102: 1016-1023 (1998).
). The cDNA was then digested with BamH1 and Not1 and extracted from pCR2.1 and cloned into a similar site of the pIRES (neo) vector containing the neomycin selection cassette (Clontech, Palo Alto, CA).

【0121】 フォワードプライマーとリバースプライマーは、PXREを含むことが既知で
あるCYP3A4の5’−フランキング領域に作られた(Quattrochi
et al.,J.Biol.Chem.270:28917−28923(
1995))。フォワードプライマーとリバースプライマーのオリゴヌクレオチ
ド配列はそれぞれ、5’−AGACTCACCTCTGTTCAGGGAAA−
3’(SEQ ID NO:3)および5’−CACCTTGGAAGTTGG
C−3’(SEQ ID NO:4)であった。この480塩基対領域は、ヒト
の肝臓のサンプルから単離したゲノムDNAからPCRで増幅した。アンプライ
マーは、pCR2.1にクローニングし、配列決定した。つぎにエンハンサー領
域を、pCR2.1からEcoR1で遊離させ、平滑末端にし、そして哺乳類の
選択マーカーなしに、またルシフェラーゼレポーター遺伝子を含めて、pGL3
−プロモーターベクター(Promega,Madison,WI)のSma1
部位にクローニングした。配列分析で確認されたことは、エンハンサーが先に公
開されたもの(Quattrochi et al.,J.Biol.Chem
.270:28917−28923(1995))と同一であることと、オリゴ
ヌクレオチドが挿入されていることであった。
Forward and reverse primers were made in the 5'-flanking region of CYP3A4, which is known to contain PXRE (Quattrochi).
et al. J. Biol. Chem. 270: 28917-28923 (
1995)). The oligonucleotide sequences of the forward primer and the reverse primer are 5'-AGACTCACCTCTGTTCAGGGGAAA-, respectively.
3 '(SEQ ID NO: 3) and 5'-CACCTTGGAAGTTTG
It was C-3 '(SEQ ID NO: 4). This 480 base pair region was PCR amplified from genomic DNA isolated from human liver samples. The amplimer was cloned into pCR2.1 and sequenced. The enhancer region was then released from pCR2.1 with EcoR1, blunt-ended, and without the mammalian selectable marker and also with the luciferase reporter gene, pGL3.
-Sma1 of the promoter vector (Promega, Madison, WI)
Cloned into the site. It was confirmed by sequence analysis that the enhancer was previously published (Quattrochi et al., J. Biol. Chem.
. 270: 28917-28923 (1995)) and that an oligonucleotide has been inserted.

【0122】 G418−耐性コロニーの安定したトランスフェクションと選択 HepG2細胞は、約50%の飽和細胞密度で採取され、10%ウシ胎児血清
(FBS)を含むDMEMにウェルあたり5×105で6ウェルプレートに播種
した。24時間の再生の後、細胞は次の割合でトランスフェクションした、すな
わち5:1の割合のCYP3A4エンハンサー/pGL3プロモーターおよびh
PXR/pIRES(neo)(合計6マイクログラムDNA/ウェル)、CY
P3A4エンハンサー/pGL3プロモーターおよびpIRES(neo)(5
:1の割合、ウェルあたり6マイクログラムDNA)、pGL3プロモーターお
よびpIRES(neo)(5:1の割合、6マイクログラムDNA/ウェル)
、およびpGL3プロモーターおよびhPXR/pIRES(5:1の割合、ウ
ェルあたり6マイクログラムのDNA)であり、リン酸カルシウム共沈法の修飾
を用いている(Ausubel et al.,Current Protoc
ols in Molecular Biology,Green Publi
shing Associate/Wiley Interscience,N
ew York(1990))。コントロール細胞は、pGL3プロモーターお
よびpIRES(neo)またはpGL3プロモーターおよびpIRES(ne
o)にあるhPXRを含むプラスミドDNAを受け取ったものであった。沈殿し
たDNAに16時間曝露した後、培地は除去され、細胞をDMEMで二回洗浄し
、10%FBSを含有する新しい培地を添加した。さらに24時間後、培地はミ
リリットルあたり400マイクログラムのG418を含有しているものに替えた
。培地は、三週間の間二日おきに小さなコロニーが見えるようになるまで、交換
した。一つのコロニーを選択して、Costarの24ウェルプレートに移送し
た(VWR,Westchester,PA)。24のウェルのそれぞれは、同
じ培地を含有し、細胞は三日おきに交換した培地で飽和細胞密度まで生長させた
。飽和細胞密度に達したウェルはトリプシン処理され、細胞を6ウェルプレート
に移送し、そこで飽和細胞密度に達すると、細胞はさらにT75フラスコに移送
した。無作為に選択したコロニーの飽和細胞密度に達したフラスコはトリプシン
処理され、96ウェルプレートへの播種に用いて、組換え体の存在を試験するた
め、個別のコロニーのリファンピシン誘導されたルシフェラーゼ応答を測定した
[0122] G418- stably transfected with the selected HepG2 cells were resistant colonies are harvested with a saturated cell density of about 50%, 10% fetal bovine serum (FBS) 6 wells per well 5 × 10 5 in DMEM containing Plates were seeded. After 24 hours of regeneration, cells were transfected at the following rates: a 5: 1 ratio of CYP3A4 enhancer / pGL3 promoter and h.
PXR / pIRES (neo) (total 6 microgram DNA / well), CY
P3A4 enhancer / pGL3 promoter and pIRES (neo) (5
: 1 ratio, 6 microgram DNA per well), pGL3 promoter and pIRES (neo) (5: 1 ratio, 6 microgram DNA / well).
, And the pGL3 promoter and hPXR / pIRES (5: 1 ratio, 6 micrograms of DNA per well) using calcium phosphate coprecipitation modification (Ausubel et al., Current Protocol).
ols in Molecular Biology, Green Publi
shing Associate / Wiley Interscience, N
ew York (1990)). Control cells have pGL3 promoter and pIRES (neo) or pGL3 promoter and pIRES (ne).
The plasmid DNA containing hPXR in o) was received. After 16 hours of exposure to the precipitated DNA, the medium was removed, cells were washed twice with DMEM and fresh medium containing 10% FBS was added. After an additional 24 hours, the medium was changed to one containing 400 micrograms of G418 per milliliter. The medium was changed every two days for three weeks until small colonies became visible. One colony was selected and transferred to a Costar 24-well plate (VWR, Westchester, PA). Each of the 24 wells contained the same medium and cells were grown to saturated cell density with medium replaced every 3 days. Wells that reached saturation cell density were trypsinized and the cells were transferred to 6-well plates, where they were further transferred to T75 flasks. Flasks that reached a saturated cell density of randomly selected colonies were trypsinized and used to seed 96-well plates to test rifampicin-induced luciferase responses of individual colonies to test for the presence of recombinants. It was measured.

【0123】 ルシフェラーゼアッセイ ルシフェラーゼアッセイを、製造者によって明記されたように実施した(Lu
cLite system,Packard Instrument,Meri
den,CT)。活性はPackard社のLumniCountルミノメータ
ーを用いて測定し、結果は相対発光量、またはコントロール(DMSO処理細胞
)に対する増加倍率で表した。
Luciferase Assay The luciferase assay was performed as specified by the manufacturer (Lu
cLite system, Packard Instrument, Meri
den, CT). The activity was measured using a LumniCount luminometer manufactured by Packard, and the result was expressed as a relative luminescence amount or a fold increase relative to a control (DMSO-treated cells).

【0124】 安定した形質転換細胞の処理 組換えDNAを含むHepG2誘導細胞系を、培地において単層として生長さ
せるが、該培地は、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM,Gibco/BR
L,Gaithersburg,MD)、50U/mlペニシリン、ミリリット
ル毎に100マイクログラムのストレプトマイシン、0.1ミリモル非必須アミ
ノ酸(Gibco/BRL)、ミリリットル毎に0.4ミリグラムのG418(
Gibco/BRL)10%ウシ胎児血清(FBS,Hyclone.Loga
n,UT)を含み、そして37℃で5%CO2と95%空気の環境で維持した。
細胞は、T75フラスコに播種し、飽和細胞密度に達するまで生長させた。三か
ら五日後、細胞をトリプシン処理によってフラスコから除去し、0.1%FBS
とG418を含むが指示薬(フェノールレッド)を含んでいないDMEM培地に
おいて、ウェルあたり約1.0×104細胞の密度で96ウェルプレートで再培
養した。72時間の再生の後に、細胞を含む、肝臓癌、コントロールおよびCY
P3A4エンハンサー、およびhPXR+3A4エンハンサーを伴うそれらは、
0.1%DMSO(コントロール)またはDMSOに溶解した誘導物質で処理さ
れるが、それは0.1%FBSとG418を含むが指示薬なしの新鮮な培地にお
いて様々な時間と濃度においてである。そのCYP3A4エンハンサーを含む細
胞が確認されるのは、hPXR/pIRES(neo)およびpGL3プロモー
ターまたはpIRES(neo)およびpGL3プロモーターでトランスフェク
ションしたコントロール細胞との結果の比較による。pGL3/3A4エンハン
サーを含む細胞のスクリーニングを行うのは、10マイクロモルのリファンピシ
ンおよび0.1%DMSOでの処理による。コントロール(DMSO処理)細胞
に対してルシフェラーゼ活性が三倍増以上を示す細胞は、正確なプラスミドで形
質転換されたと見なされた。最後に、HepG2細胞のゲノムに組み込まれた3
A4エンハンサーのコピー数は、サザンブロット解析で確認された。
Treatment of Stable Transformed Cells HepG2-induced cell lines containing recombinant DNA are grown as monolayers in culture medium, which is Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM, Gibco / BR).
L, Gaithersburg, MD), 50 U / ml penicillin, 100 micrograms streptomycin per milliliter, 0.1 mmol non-essential amino acid (Gibco / BRL), 0.4 milligrams G418 per milliliter.
Gibco / BRL) 10% fetal bovine serum (FBS, Hyclone. Loga
n, UT) and maintained at 37 ° C. in an environment of 5% CO 2 and 95% air.
Cells were seeded in T75 flasks and grown to reach saturated cell density. After 3 to 5 days, cells were removed from the flask by trypsinization and washed with 0.1% FBS.
The cells were re-cultured in a 96-well plate at a density of about 1.0 × 10 4 cells per well in DMEM medium containing G418 and G418 but no indicator (phenol red). Liver cancer, control and CY containing cells after 72 hours regeneration
P3A4 enhancers, and those with hPXR + 3A4 enhancers,
Treated with inducer dissolved in 0.1% DMSO (control) or DMSO, but at various times and concentrations in fresh medium containing 0.1% FBS and G418 but without indicator. The cells containing the CYP3A4 enhancer are identified by comparison of the results with control cells transfected with the hPXR / pIRES (neo) and pGL3 promoters or the pIRES (neo) and pGL3 promoters. Screening for cells containing the pGL3 / 3A4 enhancer is by treatment with 10 micromolar rifampicin and 0.1% DMSO. Cells showing more than a 3-fold increase in luciferase activity relative to control (DMSO treated) cells were considered to have been transformed with the correct plasmid. Finally, 3 integrated into the genome of HepG2 cells
The copy number of the A4 enhancer was confirmed by Southern blot analysis.

【0125】 pIRES(neo)とpGL3/3A4またはhPXR+pGL3/3A4
で陽性と認められた細胞系を試験するために、経時研究を実施した。細胞が処理
されるのは、10マイクロモルのリファンピシンで6から78時間の間、六時間
間隔で測定した応答の分析による。くわえて、用量反応曲線を各種CYP3A4
誘導物質および非誘導物質について作成し、応答因子の特異性を確認するように
した。用量反応曲線は、五回の異なる投与につき1から1,000マイクロモル
の範囲の濃度から成る。試験した作用物質は、RU486(Biomol,Pl
ymouth Meeting,PA)、メバスタチン(Biomol)、リフ
ァンピシン(Sigma Chemical,St.Louis,MO)、オメ
プラゾール(Astra‐Zeneca,Sweden)、クロトリマゾール(
Sigma)、フェノバルビタール(Merck,West Point,PA
)、またはデキサメタゾン(Sigma)、および負の誘導物質としては、プレ
グネノロン16(アルファ)−カルボニトリル(PCN,Sigma)およびT
CDD(Chemsyn Science Laboratories,Len
exa,KY)であった。細胞は,それぞれの化合物に72時間曝露した。すべ
ての誘導物質は、DMSO(Sigma Chemical,St.Louis
,MO)に溶解し、この溶液を0.1%でコントロール細胞に添加した。
PIRES (neo) and pGL3 / 3A4 or hPXR + pGL3 / 3A4
A time course study was performed to test cell lines that were found to be positive in. The treatment of cells is by analysis of the response measured at 6 hour intervals for 6 to 78 hours with 10 micromolar rifampicin. In addition, various dose-response curves are displayed for various CYP3A4
Inducers and non-inducers were prepared to confirm the specificity of response factors. The dose response curve consists of concentrations ranging from 1 to 1,000 micromolar for 5 different doses. The agents tested were RU486 (Biomol, Pl
Youth Meeting, PA), Mevastatin (Biomol), Rifampicin (Sigma Chemical, St. Louis, MO), Omeprazole (Astra-Zeneca, Sweden), Clotrimazole (
Sigma), Phenobarbital (Merck, West Point, PA)
), Or dexamethasone (Sigma), and as negative inducers, pregnenolone 16 (alpha) -carbonitrile (PCN, Sigma) and T
CDD (Chemsyn Science Laboratories, Len
exa, KY). Cells were exposed to each compound for 72 hours. All inducers are DMSO (Sigma Chemical, St. Louis.
, MO) and added 0.1% of this solution to control cells.

【0126】 B.結果 誘導性のルシフェラーゼ活性を発現するG418−耐性コロニーの同定 安定した細胞系が生長したのは、プラスミド、p3A4−エンハンサー、ph
PXRおよびコントロールベクターのHepG2細胞へのトランスフェクション
、およびG418耐性からの選択による。耐性コロニーは、p3A4−エンハン
サー、p3A4−エンハンサー−phPXRおよびコントロールベクターについ
て同定された(表1)。いくつかの形質転換からの全細胞DNAのサザンブロッ
ト解析によって、安定して組み込まれたCYP3A4エンハンサー配列の存在が
確認された。hPXRがこのプラスミドを受け取った細胞に安定して組み込まれ
ることの検証は、いくつかのコロニーのノーザンブロット解析によって行った(
図8)。phPXRで形質転換されていないHepG2細胞、またはヒトの肝細
胞の初代培養からのRNAと比較した場合、PXRmRNAは有意に過剰発現を
示した。随意に選択したコロニーは、誘導性のルシフェラーゼ活性を試験したが
、DMSOまたは10マイクロモルのリファンピシンでの処理による。表1は、
ルシフェラーゼ活性についてスクリーニングしたG418−耐性コロニーの数、
および基礎または誘導されたルシフェラーゼ活性を有するG418−耐性コロニ
ーの数をまとめたものである。
B. Results Identification of G418-resistant colonies expressing inducible luciferase activity Stable cell lines grew on the plasmid, p3A4-enhancer, ph
By transfection of PXR and control vectors into HepG2 cells and selection from G418 resistance. Resistant colonies were identified for p3A4-enhancer, p3A4-enhancer-phPXR and control vector (Table 1). Southern blot analysis of total cellular DNA from several transformations confirmed the presence of a stably integrated CYP3A4 enhancer sequence. Verification of stable integration of hPXR into cells receiving this plasmid was performed by Northern blot analysis of several colonies (
(Figure 8). PXR mRNA showed a significant overexpression when compared to RNA from HepG2 cells not transformed with phPXR, or primary cultures of human hepatocytes. Optionally selected colonies were tested for inducible luciferase activity, but by treatment with DMSO or 10 micromolar rifampicin. Table 1 shows
Number of G418-resistant colonies screened for luciferase activity,
And the number of G418-resistant colonies with basal or induced luciferase activity.

【0127】[0127]

【表1】 [Table 1]

【0128】 HepG2細胞へのp3A4−エンハンサープラスミドのトランスフェクショ
ンにつづいて、G418を選択した結果、複数個のG418−耐性コロニーが単
離され、そのうち13をルシフェラーゼ活性について試験した。11のG418
−耐性コロニーは、基礎レベルのルシフェラーゼ発現を示すことができ、また6
のコロニーは、48時間または72時間10マイクロモルのリファンピシンで処
理したとき、誘導物質に媒介されたルシフェラーゼ活性を示した。
Following transfection of HepG2 cells with the p3A4-enhancer plasmid, selection of G418 resulted in the isolation of multiple G418-resistant colonies, 13 of which were tested for luciferase activity. 11 G418
-Resistant colonies can show basal levels of luciferase expression and also 6
Colonies showed inducer-mediated luciferase activity when treated with 10 micromolar rifampicin for 48 or 72 hours.

【0129】 安定して組み込まれたp3A4−エンハンサーおよびphPXRプラスミドを
含む36のG418−耐性コロニーは、リファンピシン処理で高レベルのルシフ
ェラーゼ発現を示した(表1)。pIRES(neo)+pルシフェラーゼプラ
スミドを含む三つのコントロールG418−耐性コロニー(クローン)は、基礎
レベルのルシフェラーゼ活性を示した。最も高い誘導性のルシフェラーゼ活性を
含むp3A4−エンハンサー+phPXRおよびp3A4−エンハンサー形質転
換体を、さらなる研究のために選択し、それぞれPXR/3A4(コロニー1F
)および3A4(コロニー13)と名付けた。
Thirty-six G418-resistant colonies containing the stably integrated p3A4-enhancer and phPXR plasmid showed high levels of luciferase expression upon rifampicin treatment (Table 1). Three control G418-resistant colonies (clones) containing the pIRES (neo) + p luciferase plasmid showed basal levels of luciferase activity. The p3A4-enhancer + phPXR and p3A4-enhancer transformants containing the highest inducible luciferase activity were selected for further study, respectively PXR / 3A4 (colony 1F.
) And 3A4 (colony 13).

【0130】 安定して組み込まれたCYP3A4配列からの誘導性のルシフェラーゼ活性 96ウェルプレートで実施した最初の実験は、p3A4−エンハンサー+ph
PXR、p3A4−エンハンサー、およびベクターコントロール細胞についての
反応時間曲線から成る。10マイクロモルのリファンピシンへの曝露は、ゼロか
ら72時間の範囲であった(図9)。コロニー3A4/13では、リファンピシ
ンに媒介されたルシフェラーゼ活性誘導は、曝露から72から78時間で認めら
れ、DMSOで処理した細胞の35倍から43倍の範囲であった。CYP3A4
エンハンサーとhPXRを含む二つの別個のコロニー、すなわちコロニー1Fお
よび6Hは、ルシフェラーゼ活性を示したが、それは10マイクロモルのリファ
ンピシンに72時間曝露したDMSOで処理した細胞の2.8から3.8倍であ
った(図10)。くわえて、様々な量の細胞を、好ましいまたは最適の量を決定
するためにそれぞれのウェルに添加するが、それは例えば、最低バックグラウン
ドで最大の応答を示した(図11)。この数(50マイクロリットル)が反映す
るのは、すぐに検出できるルシフェラーゼ信号、つまり低バックグラウンドレベ
ルを生成するのに必要な細胞の量であり、かつ72時間の薬物曝露期間にわたっ
て培地のpHを変えないような量である。
Inducible luciferase activity from stably integrated CYP3A4 sequences The first experiment performed in 96-well plates was the p3A4-enhancer + ph
It consists of reaction time curves for PXR, p3A4-enhancer, and vector control cells. Exposure to 10 micromolar rifampicin ranged from zero to 72 hours (Figure 9). In colony 3A4 / 13, rifampicin-mediated induction of luciferase activity was observed 72 to 78 hours after exposure, ranging from 35 to 43 times that of DMSO-treated cells. CYP3A4
Two distinct colonies containing enhancer and hPXR, namely colonies 1F and 6H, showed luciferase activity, which was 2.8 to 3.8 times that of DMSO treated cells exposed to 10 micromolar rifampicin for 72 hours. Was (Fig. 10). In addition, various amounts of cells were added to each well to determine the preferred or optimal amount, which, for example, showed the greatest response at the lowest background (FIG. 11). This number (50 microliters) reflects the amount of cells needed to produce a readily detectable luciferase signal, a low background level, and changes the pH of the medium over a 72 hour drug exposure period. It is an amount that does not change.

【0131】 最後に、血清がバックグラウンドのルシフェラーゼ活性への影響を有するか否
かを、phPXR+pGL3プロモーターを含むコントロール形質転換体を用い
て試験した(図12)。結果は、血清がルシフェラーゼ活性を変えなかったこと
も示している。
Finally, it was tested whether sera had an effect on background luciferase activity using control transformants containing the phPXR + pGL3 promoter (FIG. 12). The results also show that serum did not change luciferase activity.

【0132】 ヒトの肝細胞におけるCYP3A4の誘導 ヒトの肝細胞を48時間の間各種のCYP3A4誘導物質で処理し、採集し、
そしてRNAと細胞ホモジェネートを単離した。図13が示すのは、各種の誘導
物質で処理した初代培養からのRNAにおけるノーザンブロット解析の結果であ
り、該誘導物質に含まれるのはデキサメタゾン(10マイクロモル)、フェノバ
ルビタール(1ミリモル)、リファンピシン(10マイクロモル)、クロトリマ
ゾール(10マイクロモル)、RU486(10マイクロモル)である。結果が
示すのは、デキサメタゾンのない培地に曝露した細胞は、CYP3A4を発現し
なかったことである。0.1および10マイクロモルのデキサメタゾンにおいて
、CYP3A4レベルは明らかである。実際、10マイクロモルのデキサメタゾ
ンは、CYP3A4mRNAを有意に八倍増させた。さらにリファンピシンは、
3A4メッセージを、0.1%DMSOにおける10-7Mデキサメタゾンに曝露
した細胞で観察されるものに対して7.8倍増で生成した。ところが、フェノバ
ルビタール、クロトリマゾールおよびRU486は、0.1%DMSOおよび1
-7Mデキサメタゾン処理細胞より、それぞれ3.8倍、4.9倍と1.7倍と
CYP3A4メッセージをわずかに増加させた。
Induction of CYP3A4 in Human Hepatocytes Human hepatocytes were treated with various CYP3A4 inducers for 48 hours and harvested,
Then RNA and cell homogenate were isolated. FIG. 13 shows the results of Northern blot analysis on RNA from primary cultures treated with various inducers, which include dexamethasone (10 μmol), phenobarbital (1 mmol), Rifampicin (10 μmol), clotrimazole (10 μmol), RU486 (10 μmol). The results show that cells exposed to medium without dexamethasone did not express CYP3A4. CYP3A4 levels are apparent at 0.1 and 10 micromolar dexamethasone. In fact, 10 micromolar dexamethasone significantly increased CYP3A4 mRNA by an 8-fold. In addition, rifampicin
The 3A4 message was generated in a 7.8-fold increase over that observed in cells exposed to 10 −7 M dexamethasone in 0.1% DMSO. However, phenobarbital, clotrimazole and RU486 did not contain 0.1% DMSO and 1%.
Slightly increased CYP3A4 message was 3.8-fold, 4.9-fold and 1.7-fold, respectively, from 0 -7 M dexamethasone treated cells.

【0133】 安定細胞系を含むハイスループットシステム 96ウェルプレートハイスループットフォーマットを用いて、CYP3A4の
各種の誘導物質と非誘導物質を検査した。それぞれの化学物質は、四通りの異な
る濃度で細胞に適用した。PXR+3A4エンハンサーを含む細胞と3A4エン
ハンサーだけの細胞(外因性のhPXRなし、コロニー13)の両方を検査した
。図14と図15が示すのは、安定して形質転換した細胞(コロニー1F)にお
けるルシフェラーゼ活性の変化であり、該細胞は各種周知のCYP3A4誘導物
質および二つの非誘導物質、すなわちTCDDおよびPCNを単一濃度で処理し
たp3A4およびphPXRの両方を含んでいる。単一濃度で、オメプラゾール
が、他の誘導物質と比較した場合、最大応答を生成するように見えた一方で、P
CNとTCDDは二倍未満の、最小ルシフェラーゼ活性を生成した。3A4エン
ハンサーとルシフェラーゼを含むコロニー13は、コロニー1Fと比較した場合
、すべての誘導物質についてルシフェラーゼ活性の大きな増加倍率を示した。オ
メプラゾール、クロトリマゾールおよびRU486は、最大誘導を生成する一方
で、PCNとTCDDは一倍増未満で生成した。各誘導物質の三つの異なる濃度
をコロニー13で試験したとき、100マイクロモルのオメプラゾールは最大誘
導を生成した。リファンピシン(25マイクロモル)に10マイクロモルのクロ
トリマゾールを加えたものも、40倍と45倍増の間で生成した(図16)。こ
れらの結果が示すことは、CYP3A4エンハンサーを含む細胞系は誘導物質の
スクリーニングに効果的であること、および安定した形質転換体の構築の際にh
PXRを添加しても、CYP3A4の誘導を増加しないことである。
High Throughput System Including Stable Cell Line A 96-well plate high throughput format was used to test various inducers and non-inducers of CYP3A4. Each chemical was applied to cells at four different concentrations. Both cells containing the PXR + 3A4 enhancer and cells with the 3A4 enhancer alone (no exogenous hPXR, colony 13) were examined. 14 and 15 show the changes in luciferase activity in stably transformed cells (colony 1F), which show various well-known CYP3A4 inducers and two non-inducers, TCDD and PCN. It contains both p3A4 and phPXR treated at a single concentration. At a single concentration, omeprazole appeared to produce a maximal response when compared to other inducers, while P
CN and TCDD produced less than double the minimal luciferase activity. Colony 13 containing the 3A4 enhancer and luciferase showed a large fold increase in luciferase activity for all inducers when compared to colony 1F. Omeprazole, clotrimazole and RU486 produced maximal induction, while PCN and TCDD produced less than 1-fold increase. When three different concentrations of each inducer were tested in colony 13, 100 micromolar omeprazole produced maximal induction. Rifampicin (25 micromolar) plus 10 micromolar clotrimazole also formed between 40 and 45 fold increase (Figure 16). These results indicate that cell lines containing the CYP3A4 enhancer are effective in screening for inducers, and h during the construction of stable transformants.
The addition of PXR does not increase the induction of CYP3A4.

【0134】 実施例II この例において検査したのは、ヒトCYP誘導の評価のためのハイスループッ
トスクリーニングシステムを用いるCYP1A1発現に対する、食物フラボノイ
ドのようないくつかの作用物質の影響である。ヒトCYP1A1の調節領域と安
定して組み込まれたHepG2細胞を処理したのは、レスベラトロール、アピゲ
ニン、クルクミン、ケンフェロール、緑茶抽出物(GTE)、(−)エピガロカ
テキンガレート(EGCG)、ケルセチンおよびナリンゲニンによる。これらの
フラボノイドの中で、レスベラトロールがCYP1A1に媒介されるルシフェラ
ーゼ活性に最大の増加(10倍)を生成する一方で、GTE、アピゲニン、クル
クミン、ケンフェロールは二倍から三倍増の活性を生成した。ルシフェラーゼ活
性が12から35倍の範囲で増加したTCDD、オメプラゾールまたはベンズア
ントラセンと比較して、これらフラボノイドは弱いアゴニスト活性を示した。残
りの化合物、EGCG、ケルセチンおよびナリンゲニンが示したのはごくわずか
な影響である。TCDDとGTE、ナリンゲニンおよびアピゲニンでの細胞の共
処理はTCDDに媒介されるCYP1A1誘導において、それぞれ、58、77
、74%の低下の結果を示し、この結果は、これらのフラボノイドがAh受容体
に対する潜在的なアンタゴニスト活性を示すことを指す。さらに結果が示すこと
は、GTEおよびアピゲニンがAh受容体アンタゴニストおよび弱いアゴニスト
活性を有することである。さらに明らかにしたことは、24時間未満でのP45
0誘導のハイスループットスクリーニングのための96ウェルプレートアッセイ
は、ヒトCYP1A発現に対するフラボノイドの影響の測定に有効であったこと
である。SN比は低く、ウェル間のおよび複製の変動性は10パーセント以下な
ので、このシステムで誘導は容易に検出された。これらの特徴が示すことは、C
YP誘導物質の同定に対するこの大量スクリーニングシステムの信頼性と実現可
能性である。さらに安定細胞系で得られた結果は、HepG2細胞とヒト肝細胞
の初代培養で裏付けられ、P450遺伝子のエンハンサー因子を含んでいる安定
して組み込まれた細胞系はハイスループットスクリーニングシステムにおいて使
用できること示している。
Example II Tested in this example is the effect of several agents such as dietary flavonoids on CYP1A1 expression using a high throughput screening system for the evaluation of human CYP induction. HepG2 cells stably integrated with the regulatory region of human CYP1A1 were treated with resveratrol, apigenin, curcumin, kaempferol, green tea extract (GTE), (−) epigallocatechin gallate (EGCG), quercetin. And by naringenin. Among these flavonoids, resveratrol produced the greatest increase (10-fold) in CYP1A1-mediated luciferase activity, while GTE, apigenin, curcumin and kaempferol produced 2- to 3-fold increase in activity. did. These flavonoids showed weak agonist activity compared to TCDD, omeprazole or benzanthracene, which had a luciferase activity increased in the range of 12 to 35 fold. The rest of the compounds, EGCG, quercetin and naringenin, showed negligible effects. Co-treatment of cells with TCDD and GTE, naringenin and apigenin was 58, 77, respectively in TCDD-mediated CYP1A1 induction.
, 74% reduction, indicating that these flavonoids show potential antagonist activity at the Ah receptor. Further results show that GTE and apigenin have Ah receptor antagonist and weak agonist activity. Further clarification is that P45 in less than 24 hours
The 96-well plate assay for 0-lead high throughput screening was effective in determining the effect of flavonoids on human CYP1A expression. Induction was easily detected in this system as the signal-to-noise ratio was low and the inter-well and replication variability was less than 10 percent. These features show that C
The reliability and feasibility of this mass screening system for the identification of YP inducers. The results obtained with the stable cell line further demonstrate that the stably integrated cell line, which is supported by primary culture of HepG2 cells and human hepatocytes and contains the enhancer factor of the P450 gene, can be used in a high throughput screening system. ing.

【0135】 A.機器と方法[0135]   A. Equipment and methods

【0136】 細胞培養と処理 ヒトの肝臓癌細胞系HepG2(ATCC,Wistar Institut
e)から誘導した細胞系101L(University of Califo
rnia San Diego)は、ルシフェラーゼレポーター遺伝子に連結し
たヒトCYP1A1プロモーター、そして5’フランキング配列で安定してトラ
ンスフェクションされた(Postlind et al.,Toxicol.
Appl.Pharmacol.118:255−262(1993)参照)。
つまり、101L細胞系が確立するのは、ホタルルシフェラーゼレポーター遺伝
子に連結したヒトCYP1A1プロモーター(−3275から+89)を含むプ
ラスミドを、ヒト肝臓癌細胞系HepG2に安定してトランスフェクションする
ことによる。CYP1A1プロモーター領域は三つのDREsを含み、細胞系は
組み込まれたプラスミドの二つの複製を含んでいると推定される。
Cell Culture and Treatment Human Liver Cancer Cell Line HepG2 (ATCC, Wistar Institute)
cell line 101L (University of Califo) derived from e)
rnia San Diego) was stably transfected with the human CYP1A1 promoter linked to a luciferase reporter gene, and a 5 ′ flanking sequence (Postlind et al., Toxicol.
Appl. Pharmacol. 118: 255-262 (1993)).
Thus, the 101L cell line is established by the stable transfection of the human hepatoma cell line HepG2 with a plasmid containing the human CYP1A1 promoter (−3275 to +89) linked to the firefly luciferase reporter gene. The CYP1A1 promoter region contains three DREs and the cell line is presumed to contain two copies of the integrated plasmid.

【0137】 101L細胞系を、培地で単層として生長させるが、該培地はダルベッコ変法
イーグル培地(DMEM,Gibco/BRL)、50U/mlペニシリン、1
00マイクログラム/mlのストレプトマイシン、0.1ミリモル必須アミノ酸
(Gibco/BRL)、0.4ミリグラム/mlのG418(Gibco/B
RL)、10%ウシ胎児血清(FBS,Hyclone,Logan UT)を
含み、そして37℃で5%CO2と95%空気の環境で維持した。細胞は当初、
G418のない培地を含むフラスコに播種した。一晩培養した後、培養物を抗生
物質選択のためにG418含有培地に替えた。三から五日後、細胞はトリプシン
処理によってフラスコから除去され、ウェルあたり3.5×105ノ細胞密度で2
4ウェルプレートで、またはウェルあたり7.5×104の細胞密度で96−ウ
ェルプレートで再び培養したが、これは0.1%FBSを含むがG418または
指示薬(フェノールレッド)を含んでいないものに替えたDMEM培地において
である。翌日、0.1%FBSとG418を含む培地を培養物に添加した。24
時間後、安定して組み込まえたレポーター構造を含む細胞を処理したのは、0.
1%DMSO(コントロール)、2,3,7,8−四塩化ジベンゾ−p−ジオキ
シン(TCDD,Chemsyn Science Laboratories
,Lenexa,KY)、3−メチルコラントレン(3−MC,Sigma C
hemical Co.,St.Louis,Mo)、ベンズアントラセン(B
A,Sigma)、オメプラゾール(Astra−Zeneca,Sweden
)、リファンピシン(Rif,Sigma)、ケルセチン(Sigma)、緑茶
抽出物(GTE,Sigma)、レスベラトロール(Sigma)、アピゲニン
(Sigma)、クルクミン(Sigma)、ケンフェロール(Sigma)、
(−)−エピガロカテキンガレート(EGCG,Sigma)またはナリンゲニ
ン(Sigma)により、0.1%FBSとG418を含むが指示薬なしの新鮮
培地においてである。アンタゴニスト試験として、細胞をフラボノイドと二ナノ
モルのTCDDで共処理した。すべての誘導物質は、DMSOに溶解し、この試
薬を0.1%でコントロール細胞に添加した。細胞は様々な用量と時間(6から
18時間)で処理した。処理後、化合物を含有する培地は吸引で除去して、ルシ
フェラーゼ活性の直接分析のためにウェルあたり100マイクロリットルのDM
EMに置換えた。実験を、最初の誘導で凍結保存した101L細胞で実施し、継
代数を30に限定した。後の方の継代細胞は、最初の継代細胞と類似の応答を示
した。
The 101L cell line is grown as a monolayer in medium, which is Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM, Gibco / BRL), 50 U / ml penicillin, 1
00 microgram / ml streptomycin, 0.1 mmol essential amino acid (Gibco / BRL), 0.4 milligram / ml G418 (Gibco / B
RL), 10% fetal bovine serum (FBS, Hyclone, Logan UT) and maintained at 37 ° C. in an environment of 5% CO 2 and 95% air. The cells were initially
Seed in flasks containing medium without G418. After overnight culture, the culture was changed to G418-containing medium for antibiotic selection. After 3 to 5 days, cells were removed from the flasks by trypsinization and plated at 3.5 x 105 cells per well at 2
4-well plates or have been re-cultured in 96-well plates at a cell density of wells per 7.5 × 10 4, which is intended to not include the G418 or indicator including 0.1% FBS (phenol red), In DMEM medium replaced with. The next day, medium containing 0.1% FBS and G418 was added to the culture. 24
After a period of time, cells containing stably integrated reporter structures were treated with 0.
1% DMSO (control), 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD, Chemsyn Science Laboratories)
, Lenexa, KY), 3-methylcholanthrene (3-MC, Sigma C
chemical Co. , St. Louis, Mo), Benzanthracene (B
A, Sigma), omeprazole (Astra-Zeneca, Sweden)
), Rifampicin (Rif, Sigma), quercetin (Sigma), green tea extract (GTE, Sigma), resveratrol (Sigma), apigenin (Sigma), curcumin (Sigma), kaempferol (Sigma),
With (-)-epigallocatechin gallate (EGCG, Sigma) or naringenin (Sigma) in fresh medium containing 0.1% FBS and G418 but without indicator. As an antagonist test, cells were co-treated with flavonoids and 2 nanomolar TCDD. All inducers were dissolved in DMSO and this reagent was added at 0.1% to control cells. Cells were treated with various doses and times (6 to 18 hours). After treatment, media containing compound was removed by aspiration and 100 microliter per well DM for direct analysis of luciferase activity.
Replaced with EM. Experiments were performed on 101 L cells cryopreserved at the first induction and passage number limited to 30. Later passages showed a response similar to the first passage.

【0138】 ルシフェラーゼアッセイ ルシフェラーゼアッセイを、製造者が明記したように実施した(LucLit
e system,Packard Instrument,Meriden,
CT)。活性をPackard社のLumiCountルミノメーターを用いて
測定し、結果は相対発光量、またはコントロール(DMSO処理細胞に対する増
加倍率で表した。
Luciferase Assay Luciferase assay was performed as specified by the manufacturer (LucLit).
e system, Packard Instrument, Meriden,
CT). The activity was measured using a LumiCount luminometer manufactured by Packard, and the results were expressed as a relative luminescence amount or a control (fold increase with respect to DMSO-treated cells).

【0139】 HepG2培養と処理 HepG2細胞は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATC
C)から入手した。細胞はDMEM(Gibco/BRL)で生長させた。細胞
は培養して、飽和細胞密度まで生長させてから24時間後、バイオフラボノイド
、TCDD、またはベータ−ナフトフラボン(Sigma)のいずれか一つで処
理した。すべての誘導物質は、DMSOに溶解し、この溶液を0.1%でコント
ロール細胞に添加した。
HepG2 Culture and Treatment HepG2 cells were purchased from American Type Culture Collection (ATC).
Obtained from C). Cells were grown in DMEM (Gibco / BRL). Cells were cultured and grown to saturated cell density 24 hours prior to treatment with either one of bioflavonoids, TCDD, or beta-naphthoflavone (Sigma). All inducers were dissolved in DMSO and this solution was added to control cells at 0.1%.

【0140】 ヒト肝細胞の初代培養と処理 ヒト肝細胞を含む6ウェルプレートを調達したのは、リバー・ティシュー・プ
ロキュアメント・アンド・ディストリビューション・システム(LTPADS,
University of Minnesota,Minneapolis,
MN)からである。到着時、培地を、ヒト肝細胞維持培地(HHMM,Clon
etics,San Diego,CA)(Runge et al.,Bio
chem.Biophys.Res.Commun.273:333−341(
2000))を含むものに替え、そして37℃で95%空気と5%CO2の環境
に維持した。翌日、細胞を24時間、0.1%DMSO(コントロール)、50
マイクロモルのベンズアントラセン、2ナノモルのTCDD、20マイクロモル
のケンフェロール、20マイクロモルのレスベラトロール、または20マイクロ
モルのナリンゲニン、10マイクロモルのアピゲニン、0.1ミリグラム/ml
のGTEで処理したか、あるいはTCDDとフラボノイドで共処理した。すべて
の誘導物質は、DMSOに溶解し、この試薬の0.1%最終濃度で培地に添加し
た。処理後、培地を除去し、RNA単離のために細胞を採取した。
Primary culture and treatment of human hepatocytes The 6-well plate containing human hepatocytes was procured by the River Tissue Procurement and Distribution System (LTPADS,
University of Minnesota, Minneapolis,
MN). Upon arrival, the medium was replaced with human hepatocyte maintenance medium (HHMM, Clon
etics, San Diego, CA) (Runge et al., Bio).
chem. Biophys. Res. Commun. 273: 333-341 (
2000)) and maintained at 37 ° C. in an environment of 95% air and 5% CO 2 . Next day, cells were incubated for 24 hours in 0.1% DMSO (control), 50
Micromolar benzanthracene, 2 nanomolar TCDD, 20 micromolar kaempferol, 20 micromolar resveratrol, or 20 micromolar naringenin, 10 micromolar apigenin, 0.1 milligram / ml.
GTE, or co-treated with TCDD and flavonoids. All inducers were dissolved in DMSO and added to the medium at a final concentration of 0.1% of this reagent. After treatment, medium was removed and cells were harvested for RNA isolation.

【0141】 RNA単離とノーザンブロット解析 肝細胞またはHepG2からの全RNAは、Trizol(登録商標)試薬(
Gibco BRL Products,Gaithersburg,MD)を
用いて単離し、そして260nmで吸光度を測定して定量化した;純度は260
/280nm比を測定して評価した。ノーザンブロット解析を実施したのは、1
%アガロース−2.2Mホルムアルデヒドゲルでの全RNA(10マイクログラ
ム)の電気泳動と、それに続くナイロン膜(MSI,Westboro,MA)
へのブロッティングによる(Shih et al.,Hum.Exper.T
oxicol.18:95−105(1999))。RNAを、UV Cros
slinker(Stratagene,La Jolla,CA)を用いて膜
に架橋し、膜はヒトCYP1A1をコードする、ランダムプライマー法によるc
DNAプローブとハイブリダイズした。ヒトCYP1A1用のcDNAプローブ
は、先に記載されている(Shih et al.,Hum.Exper.To
xicol.18:95−105(1999))。ヒト18S RNAプローブ
用のcDNAプローブ(Ambion,Austin TX)を使用して、各レ
ーンにロードしたRNA量を平均化した。ブロットのハイブリダイゼーションは
、先に記載されたように実施した(Quattrochi et al.,DN
A 4:395−400(1985))。ノーザンブロットは、分子分析/Ma
cバージョン1.1.1.画像解析ソフトウェア(BioRad labora
tories,Hercules,CA)を備えたモデルGS−670イメージ
ングデンシトメーターを用いるデンシトメトリーによって、あるいはScanM
akerII(Microtek)によりオートラジオグラムをスキャンするこ
とによりオートラジオグラフを定量化し、そしてUn−Scan−Itソフトウ
ェア(Silk Scientific,Orem Utah)でデジタル化し
た。使用した照射時間は、フィルム、Kodak XAR−5の線形範囲内であ
った。
RNA Isolation and Northern Blot Analysis Total RNA from hepatocytes or HepG2 was isolated from Trizol® reagent (
Gibco BRL Products, Gaithersburg, Md.) And quantified by measuring absorbance at 260 nm; purity 260
The / 280 nm ratio was measured and evaluated. Northern blot analysis was performed in 1
Electrophoresis of total RNA (10 micrograms) on% agarose-2.2M formaldehyde gel followed by nylon membrane (MSI, Westboro, MA).
By blotting (Shih et al., Hum. Exper. T.
oxicol. 18: 95-105 (1999)). RNA, UV Cross
The membrane was cross-linked using a sinker (Stratagene, La Jolla, CA), the membrane encoding human CYP1A1 by the random primer method c
Hybridized with a DNA probe. A cDNA probe for human CYP1A1 has been previously described (Shih et al., Hum. Exper. To.
xicol. 18: 95-105 (1999)). A cDNA probe (Ambion, Austin TX) for the human 18S RNA probe was used to average the amount of RNA loaded in each lane. Blot hybridizations were performed as previously described (Quattrochi et al., DN.
A 4: 395-400 (1985)). Northern blot is for molecular analysis / Ma
c version 1.1.1. Image analysis software (BioRad laboratories
by means of a densitometry using a model GS-670 imaging densitometer with a Torris, Hercules, CA) or ScanM
Autoradiographs were quantified by scanning autoradiograms with an kerII (Microtek) and digitized with Un-Scan-It software (Silk Scientific, Orem Utah). The irradiation time used was within the linear range of the film, Kodak XAR-5.

【0142】 データ分析 Studentのt検定を用いてデータを統計分析した。統計的有意性はp<
0.05のレベルで定義した。データは平均+/−標準偏差(SD)で表した。
Data Analysis Data were statistically analyzed using the Student's t-test. Statistical significance is p <
It was defined at the 0.05 level. Data are expressed as mean +/- standard deviation (SD).

【0143】 B.結果[0143]   B. result

【0144】 101L細胞を培養するのは、ウェルあたり3.5×105または7.5×1
4細胞の密度で、それぞれ24または96ウェルプレートにおいてである。A
h受容体リガンドのベンズアントラセンに曝露した後、ルシフェラーゼ活性を測
定した。96ウェルプレートアッセイから得られた結果を24プレートからのも
のと比較したとき、ルシフェラーゼ活性のごくわずかな差を検出した(図17)
。これらの発見により、ウェルあたりの細胞が少ないと不適切な信号が発生する
のではないかという懸念が軽減された。複製したウェル間の変動が大きいのでは
ないかという懸念もあった。しかしながら、96ウェルフォーマットが示したの
は、最低バックグラウンドで最大10%のウェル間の変動である(図17)。9
6ウェルフォーマットを用いて次の実験を実施した。
101 L cells are cultured at 3.5 × 10 5 or 7.5 × 1 per well.
At a density of 0 4 cells in 24 or 96 well plates, respectively. A
Luciferase activity was measured after exposure to the h receptor ligand benzanthracene. When comparing the results obtained from the 96-well plate assay with those from 24 plates, only a slight difference in luciferase activity was detected (Figure 17).
. These findings alleviated the concern that less cells per well would generate inappropriate signals. There was also concern that there might be large variations between replicated wells. However, the 96-well format showed up to 10% well-to-well variation in the lowest background (FIG. 17). 9
The following experiments were performed using a 6-well format.

【0145】 誘導物質曝露の最大時間の決定は、誘導物質に媒介されるルシフェラーゼ活性
の時間的経過を設定することによる。高められた活性が認められたのは、ベンズ
アントラセン(100マイクロモル)、オメプラゾール(100マイクロモル)
または3−MC(10マイクロモル)の投与の6時間以内である(図18)。ベ
ンズアントラセン(35倍)および3−MC(14倍)による最大誘導は、12
時間で発生した一方で、オメプラゾールに媒介される誘導は18時間で最大にな
り(12倍)、その後ルシフェラーゼ活性は低下した。誘導応答の低下は、He
pG2 CYP1A1による誘導物質の代謝による可能性が高い。予期した通り
、リファンピシン(100マイクロモル)による誘導は、ごくわずかなものであ
ったが、それはこの抗生物質がCYP1A誘導物質(Kostrubsky e
t al.,Drug.Metab.Dispos.27:887−894(1
999))であることが知られていないからである。これらの結果が示すことは
、この大量スクリーニング手段が、例えば24時間未満の比較的短時間内に容易
に検出できる誘導を監視するのに効果的であることである。くわえて、各種の周
知のCYP1A1誘導物質の濃度に依存した影響は、このシステムで測定された
。0.5から2.5ナノモルの範囲の用量応答曲線が、TCDDに(図19A)
、そしてベンズアントラセンとオメプラゾールについては1から200マイクロ
モルについて(図19B)作成された。ベンズアントラセンとオメプラゾールに
ついて、最大誘導(それぞれ35倍と12倍)は、100マイクロモルで発生し
た。TCDDによる倍増誘導は2ナノモルの用量でピークに至らず、またこの用
量は22倍増のルシフェラーゼ活性を示した。
The determination of the maximum time of inducer exposure is by setting the time course of inducer-mediated luciferase activity. The enhanced activity was found to be benzanthracene (100 μmol) and omeprazole (100 μmol).
Or within 6 hours of administration of 3-MC (10 μmol) (FIG. 18). Maximum induction by benzanthracene (35x) and 3-MC (14x) was 12
While occurring in time, omeprazole-mediated induction was maximal at 18 hours (12-fold), after which luciferase activity decreased. Induced response is reduced by He
It is likely due to metabolism of the inducer by pG2 CYP1A1. As expected, the induction by rifampicin (100 micromolar) was negligible, because the antibiotic was a CYP1A inducer (Kostrubsky e).
t al. , Drug. Metab. Dispos. 27: 887-894 (1
999)) is not known. These results indicate that this mass screening procedure is effective for monitoring easily detectable leads within a relatively short period of time, eg less than 24 hours. In addition, the concentration-dependent effects of various known CYP1A1 inducers were measured with this system. A dose response curve in the 0.5 to 2.5 nanomolar range was found for TCDD (FIG. 19A).
, And for benzanthracene and omeprazole were made from 1 to 200 micromolar (FIG. 19B). For benzanthracene and omeprazole, maximal induction (35-fold and 12-fold, respectively) occurred at 100 micromolar. The doubling induction by TCDD did not peak at the 2 nanomolar dose, and this dose showed a 22-fold increase in luciferase activity.

【0146】 機構研究のためのハイスループット法の使用も研究した。化学発ガンのフラボ
ノイドによる抑制に絡みうるメカニズムを明らかにするために、試験したのは、
CYP1A1誘導に対するいくつかの食物フラボノイドの影響である。これらの
研究の結果示し得ることは、フラボノイドがAh受容体アゴニストおよび/また
はアンタゴニスト活性を示すかどうかである。初期研究が調べたことは、各種の
自然発生フラボノイドが101L細胞系においてCYP1A1−プロモーターに
媒介されるレポーター遺伝子活性を誘導する能力である。GTE、EGCG、ケ
ルセチン、クルクミン、ケンフェロール、ナリンゲニン、アピゲニンおよびレス
ベラトロールについての用量応答曲線を測定した。これらのフラボノイドの中で
、レスベラトロール(10マイクロモル)は、CYP1A1の最大誘導(10倍
)を生成した。二番目に影響力が大きいフラボノイド誘導物質は、アピゲニン、
ケルセチンおよびクルクミン(三倍)であった。ルシフェラーゼ活性の三倍上昇
は、5マイクロモルのアピゲニン処理で観察される一方で、より高い用量のケル
セチンおよびクルクミン(20マイクロモル)では、同様なレベルの誘導が供給
された。5マイクロモルを超える用量のアピゲニンは、CYP1A1誘導におけ
る低下を生み、それは細胞毒性の結果による可能性が高い。GTE(0.1ミリ
グラム/ml)(図20、挿入)およびケンフェロールも、1から20マイクロ
モルの範囲の濃度で、ルシフェラーゼ活性のCYP1A1−プロモーターに媒介
された誘導に対してわずかな誘導(2から2.5倍誘導)を生成した(図20)
The use of high-throughput methods for mechanistic studies was also investigated. In order to clarify the mechanism that may be involved in flavonoid suppression of chemical carcinogenesis, we tested
The effect of some dietary flavonoids on CYP1A1 induction. The result of these studies may be whether flavonoids exhibit Ah receptor agonist and / or antagonist activity. Initial studies have examined the ability of various naturally occurring flavonoids to induce CYP1A1-promoter-mediated reporter gene activity in the 101L cell line. Dose response curves for GTE, EGCG, quercetin, curcumin, kaempferol, naringenin, apigenin and resveratrol were measured. Among these flavonoids, resveratrol (10 micromolar) produced the maximal induction (10-fold) of CYP1A1. The second most influential flavonoid inducer is apigenin,
Quercetin and curcumin (3x). A three-fold increase in luciferase activity was observed with 5 micromolar apigenin treatment, while higher doses of quercetin and curcumin (20 micromolar) provided similar levels of induction. Doses of apigenin greater than 5 micromolar produced a decrease in CYP1A1 induction, likely due to cytotoxic consequences. GTE (0.1 mg / ml) (FIG. 20, insert) and kaempferol were also at a concentration in the range of 1 to 20 micromolar, with a slight induction (2) of CYP1A1-promoter-mediated induction of luciferase activity. To 2.5-fold induction) (FIG. 20)
.

【0147】 内因性CYP1A1遺伝子の類似の誘導応答を検証するために、HepG2細
胞も同じフラボノイドで処理した。増強したCYP1A1 mRNA発現は、G
TE(TCDD誘導の10%)で処理した細胞においても観察された(表2)。
CYPA1 mRNA発現の増加はこれらのフラボノイドでも発生したが、誘導
はベータ−ナフトフラボンのそれよりはるかに低かった(TCDD応答の50%
)。集合的に、GTE、レスベラトロールおよびアピゲニンは、Ah受容体に対
する弱いアゴニストであるようである。
To verify a similar inducible response of the endogenous CYP1A1 gene, HepG2 cells were also treated with the same flavonoids. Enhanced CYP1A1 mRNA expression was
It was also observed in cells treated with TE (10% of TCDD induction) (Table 2).
Increased CYPA1 mRNA expression also occurred with these flavonoids, but the induction was much lower than that of beta-naphthoflavones (50% of TCDD response).
). Collectively, GTE, resveratrol and apigenin appear to be weak agonists for the Ah receptor.

【0148】[0148]

【表2】 [Table 2]

【0149】 Ah受容体アンタゴニスト活性を示すフラボノイドの能力も、ハイスループッ
トスクリーニングシステムを用いて調べた。96ウェルプレートアッセイにおけ
るTCDDおよびフラボノイドによる101L細胞の共処理の結果、フラボノイ
ドのいくつかによってレポーター遺伝子活性のTCDDに媒介される誘導が低下
し、これらの食物作用物質のいくつかがアンタゴニスト活性を示したことを示す
(図21)。101L細胞をGTEとTCDDで共処理したとき、TCDD単独
で処理した細胞と比較してルシフェラーゼ活性の58%の低下が観察された。さ
らに、フラボノイドのナリンゲニンおよびアピゲニンは、TCDDに媒介される
誘導において、それぞれ77%と74%の低下を生んだ。これらの研究結果が示
すことは、これらの食物フラボノイドがCYP1A1プロモーター活性のTCD
Dに媒介される誘導に拮抗する能力があり、ナリンゲニンがより大きな影響力を
有することである(図21)。アピゲニンまたはGTE単独で、CYP1A1に
媒介されるレポーター遺伝子活性での2.5から3倍の誘導を示した(図20)
結果に基づくと、これらのフラボノイドは、Ah受容体に対してアゴニストおよ
びアンタゴニスト活性を示すことは明らかである。他のフラボノイドは、ルシフ
ェラーゼ活性のTCDDに媒介される誘導にはっきりとした変化を起こさなかっ
たか、あるいはその効果を刺激したかである。実際、TCDDとクルクミンによ
る共処理は、TCDD単独の効果よりも1.5倍の刺激を生成し、このメカニズ
ムが、AhRに関与するものに加えて、クルクミンによるP450の誘導におい
てある役割を果たすかもしれないことを示している。HepG2細胞をTCDD
と個別のフラボノイドで共処理したとき、レポーター遺伝子アッセイで得られた
とものと類似の結果が認められた。レスベラトロールが生んだのは、CYP1A
1 mRNAのTCDD誘導応答におけるわずかな低下である(14%低下)一
方で、アピゲニンとナリンゲニンが生んだのは、TCDDによって媒介されるC
YP1A1 mRNA蓄積に有意な低下である(57%から70%の減少)(表
2)。これらの結果は、101L細胞系で得られたものを裏付け、アピゲニンお
よびナリンゲニンはAhRアンタゴニスト活性を有することを示唆している。
The ability of flavonoids to exhibit Ah receptor antagonist activity was also examined using a high throughput screening system. Co-treatment of 101L cells with TCDD and flavonoids in a 96-well plate assay resulted in a decrease in TCDD-mediated induction of reporter gene activity by some of the flavonoids and some of these food agonists showed antagonist activity. (Fig. 21). When 101L cells were co-treated with GTE and TCDD, a 58% reduction in luciferase activity was observed compared to cells treated with TCDD alone. Furthermore, the flavonoids naringenin and apigenin produced 77% and 74% reductions in TCDD-mediated induction, respectively. The results of these studies indicate that these food flavonoids have TCD of CYP1A1 promoter activity.
It is capable of antagonizing D-mediated induction, with naringenin having greater potency (FIG. 21). Apigenin or GTE alone showed a 2.5 to 3-fold induction in reporter gene activity mediated by CYP1A1 (FIG. 20).
Based on the results, it is clear that these flavonoids show agonist and antagonist activity at the Ah receptor. Other flavonoids either did not undergo a pronounced change in the TCDD-mediated induction of luciferase activity or stimulated its effect. In fact, co-treatment with TCDD and curcumin produces 1.5-fold more stimulation than the effect of TCDD alone, and this mechanism may play a role in the induction of P450 by curcumin in addition to those involved in AhR. It shows that you cannot. HepG2 cells in TCDD
When co-treated with and individual flavonoids, results similar to those obtained with the reporter gene assay were observed. Resveratrol produced CYP1A
1 A slight decrease in the TCDD-induced response of mRNA (14% decrease), whereas apigenin and naringenin gave rise to TCDD-mediated C
There is a significant reduction in YP1A1 mRNA accumulation (57% to 70% reduction) (Table 2). These results corroborate those obtained with the 101L cell line and suggest that apigenin and naringenin have AhR antagonist activity.

【0150】 ヒト肝細胞の初代培養でも同様の効果が発生するかを実証するために、細胞か
ら単離したmRNAに対してノーザン解析を実施したが、該細胞はTCDD、フ
ラボノイド、またはTCDDと別個のフラボノイドの組み合わせによって処理さ
れている。結果は、ハイスループットまたは大量スクリーニングシステムによっ
て得られたものと類似の所見を示した。レスベラトロールは、二つの個別の肝臓
サンプル(被験者Aと被験者C)からの肝細胞において、TCDD誘導の5%か
ら12%のレベルにCYP1A1 mRNAを増強した一方で、GTEは、一つ
の培養物(被験者A)においてTCDD誘導の34%のレベルにCYP1A1
mRNAを増強した(表3)。比較すると、100マイクロモルのベンズアント
ラセンは、すべての被験者においてTCDDで認められたものの50%までCY
P1A1 mRNAの誘導を引き起こした。一人の被験者からの肝細胞において
、ベンズアントラセンだけでなくレスベラトロール、アピゲニンおよびケンフェ
ロールは、CYP1A1 mRNAの蓄積を生じさせた(被験者C、表3)。レ
スベラトロールは、ベンズアントラセンで認められたものの12%に、アピゲニ
ンは3%に、ケンフェロールは10%に発現を増加させた。他の二人の被験者(
被験者Bと被験者D、表3)からの肝細胞は、どのフラボノイドでもCYP1A
1誘導を示さなかったが、TCDDとベンズアントラセンによって生じたCYP
1A1 mRNA蓄積を示した(TCDDレベルの50%)。ヒト肝細胞はまた
、TCDDおよび個別のフラボノイドでも共処理した。レスベラトロールが生じ
させたのは、TCDDによって生成されたCYP1A1 mRNAの増強された
レベルにおける49%の低下である。アピゲニンとナリンゲニンが生じさせたの
は、CYP1A1 mRNAのTCDD−媒介増加において、それぞれ78%と
80%の低下である(表3)。これらの結果は、TCDDとアピゲニンまたはナ
リンゲニンによる101L細胞系の共処理から得られたものと類似していた(図
21)。
To demonstrate whether similar effects occur in primary cultures of human hepatocytes, Northern analysis was performed on mRNA isolated from the cells, which showed that they were distinct from TCDD, flavonoids, or TCDD. It is processed by a combination of flavonoids. The results showed similar findings to those obtained with high throughput or high volume screening systems. Resveratrol enhanced CYP1A1 mRNA to 5% to 12% levels of TCDD induction in hepatocytes from two separate liver samples (Subject A and Subject C), while GTE was used in single cultures. In (Subject A), CYP1A1 was induced at a level of 34% of TCDD induction
mRNA was enhanced (Table 3). By comparison, 100 micromoles of benzanthracene up to 50% of what was observed in TCDD in all subjects.
Induced P1A1 mRNA. In hepatocytes from one subject, resveratrol, apigenin and kaempferol, as well as benzanthracene, caused accumulation of CYP1A1 mRNA (subject C, Table 3). Resveratrol increased the expression in 12%, apigenin in 3% and kaempferol in 10% of those observed in benzanthracene. The other two subjects (
Hepatocytes from subject B and subject D, Table 3) were CYP1A
CYP produced by TCDD and benzanthracene but did not show 1 induction
It showed 1A1 mRNA accumulation (50% of TCDD levels). Human hepatocytes were also co-treated with TCDD and individual flavonoids. Resveratrol produced a 49% reduction in the enhanced levels of TCDD-generated CYP1A1 mRNA. Apigenin and naringenin produced a 78% and 80% reduction in TCDD-mediated increase in CYP1A1 mRNA, respectively (Table 3). These results were similar to those obtained from co-treatment of the 101L cell line with TCDD and apigenin or naringenin (FIG. 21).

【0151】[0151]

【表3】 [Table 3]

【0152】 C.議論 この実施例が利用するのは、レポーター遺伝子アッセイおよび安定細胞系、す
なわち101L細胞(Postlind et al.,Toxicol.Ap
l.Pharmacol.118:255−262(1993))であり、潜在
的なCYP1A誘導物質をスクリーニングする。P450エンハンサーおよびレ
ポーター遺伝子を含む安定細胞系が、スクリーニングの適用に有利であるのは、
連続したトランスフェクションの必要が軽減され、一過性トランスフェクション
に伴う変動が除去されるからである。安定して組み込まれた細胞も、感受性を顕
著に増加させ、容易に評価される誘導を可能にする。一貫した結果が得られ、安
定した細胞は時間浪費および強度の労力となる他のシステムに替わるものになり
うる。したがって、P450エンハンサーを持つ安定細胞系を用いることによっ
て、潜在的な誘導物質のスクリーニングを容易にすることができる。実際、10
1Lレポーター遺伝子システムは現在のところ一つの用途であり、CYP1A1
に誘導される化合物の存在について環境サンプルをスクリーニングするために業
界によって6ウェルプレートフォーマットで現在用いられている(Jones
et al.,Environ.Toxicol.Pharmacol.8:1
19−126(2000))。
C. Discussion This example utilizes reporter gene assays and stable cell lines, namely 101L cells (Postlind et al., Toxicol. Ap.
l. Pharmacol. 118: 255-262 (1993)) and screen for potential CYP1A inducers. A stable cell line containing a P450 enhancer and a reporter gene is advantageous for screening applications in that
This reduces the need for sequential transfections and eliminates the variability associated with transient transfections. Stable integrated cells also significantly increase sensitivity, allowing for easily assessed induction. With consistent results, stable cells can replace other systems that are time consuming and labor intensive. Therefore, the use of stable cell lines with P450 enhancers can facilitate the screening of potential inducers. In fact, 10
The 1L reporter gene system is currently one use, CYP1A1
Is currently used by the industry in a 6-well plate format to screen environmental samples for the presence of compounds induced by L.
et al. , Environ. Toxicol. Pharmacol. 8: 1
19-126 (2000)).

【0153】 安定細胞系でハイスループットシステムを開発するために、あらかじめ特徴付
けた101L細胞は、標準フットプリントを有する24ウェルまたは96ウェル
プレートのいずれかにおいて最初に培養し、そしてベンズアントラセンで処理し
た(図17)。これらの実験から生成された結果が示すことは、96ウェルプレ
ートフォーマットが24ウェルプレートフォーマットと同じくらい有効であるこ
とである。くわえて、ハイスループット(96ウェル)フォーマットでは、バッ
クグラウンドは最低、およびウェル間の変動は10%未満であった。各種CYP
1A誘導物質が存在するとき、最大誘導(12から35倍)は、曝露時間24時
間内で発生し、6ウェルプレートで得られたものに類似していた(Postli
nd et al.,Toxicol.Appl.Pharmacol.118
:255−262(1993);Quattrochi and Tukey,
Mol.Pharmacol 43:504−508(1993))。Zicc
ardi et al.(Toxicol.Sci.54:183−193(2
000))は、Ah受容体リガンドについて血清サンプルをスクリーニングする
96ウェルフォーマットを報告している。
To develop a high-throughput system in stable cell lines, pre-characterized 101L cells were first cultured in either 24-well or 96-well plates with standard footprints and treated with benzanthracene. (FIG. 17). The results generated from these experiments show that the 96-well plate format is as effective as the 24-well plate format. In addition, in the high throughput (96 well) format, the background was minimal and the well-to-well variation was less than 10%. Various CYP
In the presence of the 1A inducer, maximal induction (12 to 35-fold) occurred within 24 hours of exposure time and was similar to that obtained in 6-well plates (Postli).
nd et al. , Toxicol. Appl. Pharmacol. 118
: 255-262 (1993); Quattrochi and Tukey,
Mol. Pharmacol 43: 504-508 (1993)). Zicc
ardi et al. (Toxicol. Sci. 54: 183-193 (2
000)) reports a 96-well format for screening serum samples for Ah receptor ligands.

【0154】 本発明のハイスループットフォーマットを試験するために、追加のCYP1A
誘導物質を検査した。ベンズアントラセンについての用量曲線を作成した。6ウ
ェルプレートにおいて先に報告された101L細胞の最大誘導は、50マイクロ
モルのベンズアントラセンの用量で発生した(Jones et al.,En
viron.Toxicol.Pharmacol.8:119−126(20
00))。本書で述べた研究において、96ウェルプレートフォーマットで同じ
用量が生成したのは、CYP1A1に媒介されたルシフェラーゼの最大の活性(
33倍)であった(図19B)。3−メチルコラントレン、TCDDおよびオメ
プラゾールを含む他の周知のCYP1A誘導物質も、96ウェルフォーマットで
ルシフェラーゼの誘導を発生させる一方で、リファンピシン、つまりCYP3A
4誘導物質は効果がなく(図17)、CYP1A誘導物質にだけ応答するこのシ
ステムの特異性が確認された。TCDDおよび/またはベンズアントラセンも、
HepG2細胞(表2)、および試験したすべてのヒト肝細胞サンプルにおいて
CYP1A1 mRNAを誘導した。ここでは試験しなかったが、オメプラゾー
ルが以前の調査において示したことは、ヒト肝細胞においてCYP1A’sを誘
導することである(Dias et al.,Gastroenterolog
y 99:737−747(1990)およびShih et al.,Hum
.Exper.Toxicol.18:95−105(1999))。集合的に
、一つの誘導物質がハイスループットシステム(HTS)においてルシフェラー
ゼ活性を12倍増を超えて生成したとき、おそらく同じ作用物質によるCYP1
A1の誘導がヒト肝細胞において起こるだろう。
To test the high throughput format of the present invention, additional CYP1A
Inducers were tested. A dose curve was generated for benzanthracene. The maximal induction of 101L cells previously reported in 6-well plates occurred at a dose of 50 micromolar benzanthracene (Jones et al., En.
viron. Toxicol. Pharmacol. 8: 119-126 (20
00)). In the studies described herein, the same doses produced in the 96-well plate format produced the maximum activity of CYP1A1-mediated luciferase (
33 times) (Fig. 19B). Other well known CYP1A inducers, including 3-methylcholanthrene, TCDD and omeprazole, also generate induction of luciferase in a 96-well format, while rifampicin, CYP3A.
The 4 inducer was ineffective (FIG. 17), confirming the specificity of this system to respond only to the CYP1A inducer. TCDD and / or benzanthracene also
CYP1A1 mRNA was induced in HepG2 cells (Table 2), and in all human hepatocyte samples tested. Although not tested here, omeprazole has shown in previous studies to induce CYP1A's in human hepatocytes (Dias et al., Gastroenterology.
y 99: 737-747 (1990) and Shih et al. , Hum
. Expert. Toxicol. 18: 95-105 (1999)). Collectively, when one inducer produced more than a 12-fold increase in luciferase activity in a high throughput system (HTS), it was likely that CYP1 was produced by the same agent.
Induction of A1 will occur in human hepatocytes.

【0155】 このHTSが作用物質を誘導する新規CYP1A1の同定に使えるか否かを判
断するために、CYP1A1を誘導する各種の食物フラボノイドの能力を調べた
。調べたフラボノイドの中で、レスベラトロールだけがCYP1A1に媒介され
たルシフェラーゼ活性でかなりの増加(10倍)を生んだ。しかしながら、20
マイクロモル未満の濃度のレスベラトロールで処理した細胞は、ルシフェラーゼ
活性に対してごくわずかな効果しかなく、この作用物質が乳ガン細胞系またはH
epG2細胞においてCYP1A1 mRNAを誘導しないという以前の報告(
Ciolino et al.,Cancer Res.58:5707−57
12(1998)およびCasper,Mol.Pharmacol.56:7
84−790(1999))と一致した。レポーター遺伝子アッセイで観察され
た誘導を、初代肝細胞およびHepG2細胞におけるCYP1A1 mRNA蓄
積と比較したときは、また一方、レスベラトロールはHepG2細胞からのCY
P1A1 mRNA、および二つの個体からの肝細胞において増加を生んだ(表
2、表3、とくに被験者Aと被験者C)。これらの結果が示すことは、HTSに
おいて認められたルシフェラーゼ活性の10倍増を生成する作用物質は、肝細胞
内でもCYP1A1誘導を生成させることである。HTSシステム、すなわちG
TEとアピゲニンにおいて2.5倍以上の誘導を生成させるフラボノイドは、本
書で試験した三つの個体の一つから単離した初代肝細胞におけるCYP1A1
mRNAの蓄積にもわずかな増加を生んだ。同様に、ルシフェラーゼ活性の二倍
増を生成するケンフェロールは、単一の個体からの肝細胞においてCYP1A1
mRNAの蓄積を引き起こした。対照的に、ケルセチンおよびクルクミンは、
単離した肝細胞においてCYP1A1 mRNAの誘導を誘発しなかった(デー
タは示されていない)が、ルシフェラーゼ活性で軽微な増加(2.5から3倍)
を生んだ。このように、各種の作用物質の間でのHTSとヒト肝細胞の間の結果
におけるこのような不均等が示唆することは、レポーターアッセイが特定の作用
物質による比較的低レベルの誘導を示すとき(例えば、2から3倍)、初代肝細
胞CYP1A1の増加は、起きることも起きないこともあることである。
To determine whether this HTS could be used to identify new CYP1A1 inducing agents, the ability of various dietary flavonoids to induce CYP1A1 was examined. Of the flavonoids examined, only resveratrol produced a significant increase (10-fold) in CYP1A1-mediated luciferase activity. However, 20
Cells treated with sub-micromolar concentrations of resveratrol have negligible effect on luciferase activity, and this agent has
Previous report that it does not induce CYP1A1 mRNA in epG2 cells (
Ciolino et al. , Cancer Res. 58: 5707-57
12 (1998) and Casper, Mol. Pharmacol. 56: 7
84-790 (1999)). When the induction observed in the reporter gene assay was compared to CYP1A1 mRNA accumulation in primary hepatocytes and HepG2 cells, resveratrol, on the other hand, produced CY from HepG2 cells.
It produced an increase in P1A1 mRNA and hepatocytes from two individuals (Table 2, Table 3, particularly Subject A and Subject C). These results indicate that an agent that produces a 10-fold increase in luciferase activity found in HTS also produces CYP1A1 induction in hepatocytes. HTS system, ie G
A flavonoid that produces more than a 2.5-fold induction in TE and apigenin was identified as CYP1A1 in primary hepatocytes isolated from one of the three individuals tested here.
It also produced a slight increase in mRNA accumulation. Similarly, kaempferol, which produces a two-fold increase in luciferase activity, CYP1A1 in hepatocytes from a single individual.
Caused mRNA accumulation. In contrast, quercetin and curcumin
It did not induce CYP1A1 mRNA induction in isolated hepatocytes (data not shown), but had a slight increase in luciferase activity (2.5 to 3-fold).
Was born. Thus, such inequalities in the results between HTS and human hepatocytes among various agents suggest that reporter assays show relatively low levels of induction by certain agents. The increase in primary hepatocytes CYP1A1 (eg 2-3 fold) may or may not occur.

【0156】 HTSでここで得られた結果に基づき、ルシフェラーゼ活性の2倍未満の誘導
が示すことは、CYP1A1の増加した発現が初代肝細胞内では起こりそうにな
いことである。HTSのものを裏付ける肝細胞での所見の重要性は、ヒト肝細胞
データをインビボの状態に外挿する能力にある(Ito et al.,Ann
u.Rev.Pharmacol.Toxicol.38:461−499(1
998)およびKedderis,Chem.Biol.Interact.1
07:109−121(1997))。例えば、オメプラゾールはCYP1A’
sを、単離したヒト肝細胞(Shih et al.,Hum.Exper.T
oxicol.18:95−105(1999)およびDiaz et al.
,Gastroenterology 99:737−747(1990))と
インビボ(Rost et al.,Clin.Pharmacol.Ther
.52:170−180(1992))の双方において誘導した。一般的に、生
体異物の薬物動態学は、単離した肝細胞による研究から適切に予測されていた(
Kedderis,Chem.Biol.Interact.107:109−
121(1997))。この例において、安定してトランスフェクションされた
細胞とヒト肝細胞(初代肝細胞およびHepG2細胞)において生成した結果の
間に完全な一致が発生し、CYPエンハンサーで安定してトランスフェクション
された細胞系は、インビボでの結果を予測できるかもしれないことを示唆してい
る。
Based on the results obtained here with HTS, a less than 2-fold induction of luciferase activity is indicated that increased expression of CYP1A1 is unlikely in primary hepatocytes. The importance of the hepatocyte findings corroborating that of HTS lies in its ability to extrapolate human hepatocyte data to in vivo conditions (Ito et al., Ann.
u. Rev. Pharmacol. Toxicol. 38: 461-499 (1
998) and Kedderis, Chem. Biol. Interact. 1
07: 109-121 (1997)). For example, omeprazole is CYP1A '
isolated from human hepatocytes (Shih et al., Hum.Exper.T).
oxicol. 18: 95-105 (1999) and Diaz et al.
, Gastroenterology 99: 737-747 (1990)) and in vivo (Rost et al., Clin. Pharmacol. Ther.
. 52: 170-180 (1992)). In general, xenobiotics pharmacokinetics were well predicted from studies with isolated hepatocytes (
Kedderis, Chem. Biol. Interact. 107: 109-
121 (1997)). In this example, there was a perfect match between the results generated in the stably transfected cells and human hepatocytes (primary hepatocytes and HepG2 cells) and the cell lines stably transfected with the CYP enhancer. Suggest that in vivo results may be predictable.

【0157】 CYP1A1誘導を評価するHTSフォーマットは、Ah受容体によってCY
P1A1の発現を高めることができる作用物質の同定に有益である。さらにこの
システムは、CYP誘導に関与したメカニズムを決定するのにも使用できる。こ
の例が示すことは、特定のフラボノイドがAh受容体に対して弱いアゴニストお
よび/またはアンタゴニスト活性を示すものとして同定されたことである。CY
P誘導物質同定のためのこのHTSの信頼性に関しては、SN比は低く、ウェル
間および複製の変異性は10%以下で、このシステムにおいてすぐに検出される
誘導を可能にする。またこのHTSで生成された結果が反映するのは、単離した
ヒト肝細胞またはHepG2細胞において得られた誘導物質応答である。
The HTS format for assessing CYP1A1 induction is CY by the Ah receptor.
It is useful for identifying agents that can increase the expression of P1A1. Additionally, this system can be used to determine the mechanisms involved in CYP induction. What this example shows is that certain flavonoids were identified as exhibiting weak agonist and / or antagonist activity at the Ah receptor. CY
Regarding the reliability of this HTS for P inducer identification, the signal-to-noise ratio is low and the well-to-well and replication variability is less than 10%, allowing for induction readily detected in this system. The results produced by this HTS also reflect the inducer response obtained in isolated human hepatocytes or HepG2 cells.

【0158】 引用文献を含む、本出願で参照した特許文書と科学論文を含むすべての刊行物
は、それぞれの個別の刊行物が参照として個別に含まれたのと同様に、すべての
目的のためにその全体が参照として含まれている。
All publications, including patent documents and scientific articles referred to in this application, including cited references, are for all purposes as if each individual publication was individually incorporated by reference. Is included by reference in its entirety.

【0159】 すべての見出しは、読者の便宜のためであり、特定することなく見出しに続く
文章の意味を限定すべきではない。
All headings are for the convenience of the reader and should not limit the meaning of the text that follows the heading without identification.

【0160】[0160]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第一の核酸分子と第二の核酸分子が、プラスミドのような染色体外
因子として提供されていることを示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing that the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are provided as an extrachromosomal factor such as a plasmid.

【図2】第一の核酸分子が染色体外因子であるのに対し、第二の核酸分子が
細胞の染色体に内在していることを示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing that the first nucleic acid molecule is an extrachromosomal factor, whereas the second nucleic acid molecule is endogenous to the chromosome of the cell.

【図3】第一の核酸分子が染色体外因子であり、第二の核酸分子が細胞のゲ
ノムに組み込まれた外因性核酸分子であることを示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing that the first nucleic acid molecule is an extrachromosomal factor and the second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell genome.

【図4】第一の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子であ
り、第二の核酸分子が細胞の染色体に内在していることを示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing that the first nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into the cell genome and the second nucleic acid molecule is internal to the cell chromosome.

【図5】第一の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子であ
り、第二の核酸分子が細胞のゲノムに組み込まれた外因性核酸分子であることを
示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing that a first nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into a cell genome, and a second nucleic acid molecule is an exogenous nucleic acid molecule integrated into a cell genome. .

【図6】安定して組み込まれたCYP3A4 PXRE/ルシフェラーゼレ
ポーター構造物を含む、HepG2細胞系の構造を示した図である。
FIG. 6 shows the structure of the HepG2 cell line containing a stably integrated CYP3A4 PXRE / luciferase reporter construct.

【図7】図6に示したHepG2細胞系の応答を示した図である。FIG. 7 shows the response of the HepG2 cell line shown in FIG.

【図8】RNAのノーザンブロット解析を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing Northern blot analysis of RNA.

【図9】pGL3−プロモーター/3A4エンハンサーで安定して形質転換
した細胞への、リファンピシンおよびDMSO処理の影響を示したグラフである
FIG. 9 is a graph showing the effect of rifampicin and DMSO treatment on cells stably transformed with the pGL3-promoter / 3A4 enhancer.

【図10】pGL3/3A4エンハンサーに加えてphPXRを含む細胞に
対する、リファンピシン処理の影響を示したグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the effect of rifampicin treatment on cells containing phPXR in addition to the pGL3 / 3A4 enhancer.

【図11】phPXRにpGL3/3A4エンハンサーを加えたものまたは
pGL3/3A4エンハンサーのみを含む細胞の様々な量を、96ウェルプレー
トに添加し、そして10マイクロモルのリファンピシンまたはDMSOで48時
間処置した結果を示した図である。
FIG. 11. PhPXR plus pGL3 / 3A4 enhancer or varying amounts of cells containing only pGL3 / 3A4 enhancer were added to 96 well plates and treated with 10 micromolar rifampicin or DMSO for 48 hours. It is the figure which showed.

【図12】pGL3ベクターおよびhPXRを伴うpIRESベクターで安
定して形質転換されたHepG2細胞における、ルシフェラーゼ活性に対する血
清、DMSOおよびリファンピシンの影響を示したグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the effect of serum, DMSO and rifampicin on luciferase activity in HepG2 cells stably transformed with pGL3 vector and pIRES vector with hPXR.

【図13】ヒトの肝細胞におけるCYP3A4発現に対する各種のCYP3
A4誘導物質の影響を示した図である。
FIG. 13. Various CYP3s for CYP3A4 expression in human hepatocytes.
It is a figure showing the influence of an A4 inducer.

【図14】pIRESベクターにおけるhPXRおよびルシフェラーゼベク
ター(コロニー1F)における3A4エンハンサーによって安定して形質転換さ
れたHepG2細胞に対する、各種のCYP3A4誘導物質および非誘導物質の
影響を示したグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the effect of various CYP3A4 inducers and non-inducers on HepG2 cells stably transformed with hPXR in pIRES vector and 3A4 enhancer in luciferase vector (colony 1F).

【図15】ルシフェラーゼベクター(コロニー13)における3A4エンハ
ンサーによって安定して形質転換されたHepG2細胞に対する、各種のCYP
3A4誘導物質および非誘導物質の影響を示したグラフである。
FIG. 15: Different CYPs for HepG2 cells stably transformed with the 3A4 enhancer in the luciferase vector (colony 13).
It is a graph which showed the influence of 3A4 inducer and a non-inducer.

【図16】ルシフェラーゼベクター(コロニー13)におけるCYP3A4
エンハンサーによって安定して形質転換されたHepG2細胞に対する、各種の
CYP誘導物質の様々な用量の影響を示したグラフである。
FIG. 16: CYP3A4 in luciferase vector (colony 13)
FIG. 6 is a graph showing the effect of various doses of various CYP inducers on HepG2 cells stably transformed with the enhancer.

【図17】24および96ウェルプレートにおいて安定した細胞系を培養す
ることの影響を示したグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the effect of culturing stable cell lines in 24- and 96-well plates.

【図18】各種のCYP1A1誘導物質の応答時間曲線を示したグラフであ
る。
FIG. 18 is a graph showing response time curves of various CYP1A1 inducers.

【図19】各種の既知のCYP1A1誘導物質の応答用量曲線を示したグラ
フである。
FIG. 19 is a graph showing response dose curves for various known CYP1A1 inducers.

【図20】各種のフラボノイドについての用量応答曲線を示したグラフであ
る。
FIG. 20 is a graph showing dose response curves for various flavonoids.

【図21】TCDDとそれぞれのフラボノイドとの、共処理の影響を示した
グラフである。
FIG. 21 is a graph showing the effect of co-treatment of TCDD and each flavonoid.

【配列表】 [Sequence list]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/50 ZNA C12N 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G045 AA40 4B024 AA11 BA07 CA02 CA11 DA02 EA04 GA11 4B063 QA01 QA05 QA18 QQ08 QQ22 QQ53 QR77 QS05 QS34 QS36 QS38 QX02 4B065 AA93X AA93Y AB01 BA02 CA27 CA46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 33/50 ZNA C12N 15/00 A (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP , KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, R O, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW F terms (reference) 2G045 AA40 4B024 AA11 BA07 CA02 CA11 DA02 EA04 GA11 4B063 QA01 QA05 QA18 QQ08 QQ22 QQ53 QR77 QS05 QS34 QS36 QS38 QX02 4B065 AA93X AA93Y AB01 BA02 CA27 CA46

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】細胞において、 薬物代謝に関与したタンパク質をコードする核酸分子に機能可能なプロモーター
またはエンハンサーとレポーター遺伝子とを含む第一の核酸分子、ただし前記プ
ロモーターまたはエンハンサーが前記レポーター遺伝子に機能可能に連結されて
いるもの;および 細胞内受容体または転写因子をコードする第二の核酸、ただし前記細胞内受容体
または転写因子がある化合物と結合、組み合わせ、あるいはそれによって活性化
されたとき、前記細胞内受容体または転写因子が、前記レポーター遺伝子の発現
に至る前記プロモーターまたはエンハンサーと機能可能に結合、組み合わせ、あ
るいは活性化されるもの、 とを有する細胞について、 前記細胞が薬物代謝に関与した前記タンパク質の発現を誘導するある化合物と接
触したときに、前記レポーター遺伝子が発現されることを特徴とする細胞。
1. A first nucleic acid molecule comprising a promoter or enhancer capable of functioning in a nucleic acid molecule encoding a protein involved in drug metabolism in a cell and a reporter gene, wherein said promoter or enhancer is capable of functioning in said reporter gene. A second nucleic acid encoding an intracellular receptor or transcription factor, provided that said intracellular receptor or transcription factor binds to, is combined with, or is activated by a compound having said intracellular receptor or transcription factor, An intracellular receptor or a transcription factor, which has a promoter or an enhancer that functionally binds, combines, or is activated with the expression of the reporter gene, wherein the cell is involved in drug metabolism. With a compound that induces protein expression When you touch, cells, characterized in that said reporter gene is expressed.
【請求項2】薬物代謝に関与した前記酵素が、P450s、グルクロノシル
トランスフェラーゼ、N−アセチルトランスフェラーゼ、p−糖タンパク質、グ
ルタチオントランスフェエラーゼおよびスルホトランスフェラーゼからなる群か
ら選択されることを特徴とする、請求項1に記載の細胞。
2. The enzyme involved in drug metabolism is selected from the group consisting of P450s, glucuronosyl transferase, N-acetyl transferase, p-glycoprotein, glutathione tranferase and sulfotransferase. The cell according to claim 1, which comprises:
【請求項3】前記レポーター遺伝子が、酵素または検出可能なタンパク質を
コードすることを特徴とする、請求項1に記載の細胞。
3. The cell according to claim 1, wherein the reporter gene encodes an enzyme or a detectable protein.
【請求項4】前記第一の核酸分子が、染色体外因子に存在することを特徴と
する、請求項1に記載の細胞。
4. The cell according to claim 1, wherein the first nucleic acid molecule is present in an extrachromosomal factor.
【請求項5】前記第一の核酸分子が、前記細胞の染色体内にあることを特徴
とする、請求項1に記載の細胞。
5. The cell according to claim 1, characterized in that the first nucleic acid molecule is located within the chromosome of the cell.
【請求項6】前記レポーター遺伝子が、前記細胞の染色体に挿入されること
を特徴とする、請求項1に記載の細胞。
6. The cell according to claim 1, wherein the reporter gene is inserted into the chromosome of the cell.
【請求項7】前記エンハンサーまたはプロモーターが、前記細胞の染色体に
内在することを特徴とする、請求項1に記載の細胞。
7. The cell according to claim 1, wherein the enhancer or promoter is endogenous to the chromosome of the cell.
【請求項8】前記レポーター遺伝子が、前記細胞の染色体に内在することを
特徴とする、請求項1に記載の細胞。
8. The cell according to claim 1, wherein the reporter gene is internal to the chromosome of the cell.
【請求項9】前記細胞内受容体または転写因子が、薬物、化学物質またはそ
の代謝物と複合体を形成し、および薬物代謝に関与したタンパク質をコードする
ある遺伝子の転写活性を、直接または間接に引き起こすことを特徴とする、請求
項1に記載の細胞。
9. The intracellular receptor or transcription factor forms a complex with a drug, a chemical substance or a metabolite thereof, and directly or indirectly determines the transcription activity of a gene encoding a protein involved in drug metabolism. The cell according to claim 1, which is caused by:
【請求項10】前記細胞内受容体または転写因子が、オーファン受容体また
はホルモン受容体であることを特徴とする、請求項1に記載の細胞。
10. The cell according to claim 1, wherein the intracellular receptor or transcription factor is an orphan receptor or a hormone receptor.
【請求項11】前記第二の核酸分子が、染色体外因子に存在することを特徴
とする、請求項1に記載の細胞。
11. The cell according to claim 1, wherein the second nucleic acid molecule is present in an extrachromosomal element.
【請求項12】前記第二の核酸分子が、前記細胞の染色体内にあることを特
徴とする、請求項1に記載の細胞。
12. The cell according to claim 1, wherein the second nucleic acid molecule is located within the chromosome of the cell.
【請求項13】前記第二の核酸分子が、前記細胞の染色体に内在することを
特徴とする、請求項1に記載の細胞。
13. The cell according to claim 1, wherein the second nucleic acid molecule is internal to the chromosome of the cell.
【請求項14】前記細胞が、哺乳類細胞であることを特徴とする、請求項1
に記載の細胞。
14. The cell according to claim 1, wherein the cell is a mammalian cell.
The cell according to.
【請求項15】前記細胞が、形質転換細胞であることを特徴とする、請求項
1に記載の細胞。
15. The cell according to claim 1, wherein the cell is a transformed cell.
【請求項16】前記細胞が、ヒト細胞であることを特徴とする、請求項1に
記載の細胞。
16. The cell according to claim 1, wherein the cell is a human cell.
【請求項17】前記細胞が、細胞系であることを特徴とする、請求項1に記
載の細胞。
17. The cell according to claim 1, characterized in that the cell is a cell line.
【請求項18】前記細胞が、肝臓、肺または腎臓からなる群から選択された
組織由来であることを特徴とする、請求項1に記載の細胞。
18. The cell according to claim 1, wherein the cell is derived from a tissue selected from the group consisting of liver, lung or kidney.
【請求項19】薬物代謝に関与したタンパク質をコードする遺伝子の発現を
誘導する特性について化合物を評価する方法において、以下; 試験化合物を提供し、 前記試験化合物を、請求項1に記載の細胞と接触させ、および 前記レポーター遺伝子の発現を検出すること を含み、 そこにおいて、前記レポーター遺伝子の発現が、前記化合物が、薬物代謝に関与
したタンパク質をコードする遺伝子の発現を変化させたことを示すことを特徴と
する方法。
19. A method for evaluating a compound for the property of inducing the expression of a gene encoding a protein involved in drug metabolism, comprising the following: providing a test compound, wherein the test compound is the cell according to claim 1. Contacting and detecting expression of said reporter gene, wherein expression of said reporter gene indicates that said compound has altered expression of a gene encoding a protein involved in drug metabolism. A method characterized by.
【請求項20】前記方法が、ハイスループット法であることを特徴とする、
請求項19に記載の方法。
20. The method is a high-throughput method,
The method according to claim 19.
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